JP4234229B2 - 表面実装機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を供給するための多数のフィーダーを部品供給部に装備し、吸着ヘッドを有するヘッドユニットによりＩＣ等の電子部品を部品供給部から吸着してプリント基板上の所定位置に装着するようにした表面実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、吸着ヘッドを有するヘッドユニットにより、ＩＣ等の電子部品を部品供給部から吸着して部品装着部に設置されているプリント基板上に移送し、プリント基板の所定位置に装着するようにした実装機は一般に知られている。
【０００３】
この種の実装機は、通常、１乃至複数の吸着ヘッドを具備したヘッドユニットがＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能となっている。また、部品供給部には、各種部品を供給可能とすべく多数のフィーダーが配設され、例えば所定数のテープフィーダーが並列に配置されており、このテープフィーダーは部品送出手段により所定の部品取出し位置に部品を送って、部品取出し位置で電子部品のピックアップが可能な構造となっている。そして、各種電子部品のフィーダー配置がコンピュータ解析等による実装効率向上のための最適化の手法に基づいて予め設定されることにより、各種電子部品の装着が効率良く行われるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような実装機においては、同一構成の多数のテープフィーダーを用いて部品を供給する場合でも、供給する部品の種類等により部品送出手段の動作がテープフィーダー毎に相違し、具体的には部品の大きさ等によって送りピッチが相違するとともに、それに伴って部品の繰り出しタイミング等に差が生じる。そのため、例えば、テープフィーダーから連続して部品を取り出す場合、一方のテープフィーダーからは特定のタイミングで部品を取出すことができるが、他方のテープフィーダーにおいて同じタイミングで部品を取出そうとすると部品の繰り出しが間に合わず、部品の取出しができない場合が生じ得る。
【０００５】
そこで、一般には、テープフィーダー毎の繰り出しタイミング等の差を考慮し、吸着ヘッドによる動作に充分な安全時間（マージン）を設定して部品が確実に取り出されるようにしている。例えば、上記のようにテープフィーダーから連続して部品を取出す場合には、吸着ヘッドをテープフィーダーの上方で待機させるとともに、この待機時間を充分長く設定し、これにより次の部品が確実に繰り出され得るようにしている。
【０００６】
ところが、全てのテープフィーダーからの部品の取出し操作について一定のマージンを一律に設定して吸着ヘッドを作動させるのでは、本来マージンが必要でない場合には無駄な時間を費やすこととなり、タクトタイムの短縮化を図る上で好ましくない。
【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、部品を適切に取り出すことができ、しかもタクトタイムを短縮することができる表面実装機を提供することを目的としている。
【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、請求項１に記載の発明は、複数のフィーダー取付位置が設けられた部品供給部と、この部品供給部の各フィーダー取付位置に取付けられるフィーダーと、部品供給部のフィーダーから部品を取出してプリント基板に装着するヘッドユニットとを備え、フィーダーは、所定の部品取出し位置に部品を送る部品送出手段を有し、ヘッドユニットは部品取出し位置から部品を取出す部品取出手段を有している表面実装機において、各フィーダーにフィーダー識別情報を記録する記録手段が設けられる一方、実装機本体に、各フィーダーの記録手段に記録された識別情報を読み取り可能な読み取り手段と、フィーダーの部品送出手段の動作に関係するデータを記憶する記憶手段と、読み取り手段により読み取った各フィーダーの識別情報に応じて記憶手段から読み出したデータに基づき、各フィーダーによる部品の供給動作およびヘッドユニットによる各フィーダーからの部品取出し動作のうち少なくとも一方の動作を制御する制御手段とを備え、上記フィーダーの部品送出手段の動作に関係するデータが、フィーダーの部品送出手段の動作とヘッドユニットの部品取出手段の動作とのタイミング調整に関するデータからなるものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、複数のフィーダー取付位置が設けられた部品供給部と、この部品供給部の各フィーダー取付位置に取付けられるフィーダーと、部品供給部のフィーダーから部品を取出してプリント基板に装着するヘッドユニットとを備え、フィーダーは、所定の部品取出し位置に部品を送る部品送出手段を有し、ヘッドユニットは部品取出し位置から部品を取出す部品取出手段を有している表面実装機において、各フィーダーにフィーダーの部品送出手段の動作に関係するデータを含む個別情報を記録する記録手段が設けられる一方、実装機本体に、各フィーダーの記録手段に記録された識別情報を読み取り可能な読み取り手段と、読み取り手段により読み取った各フィーダーの個別情報に基づき、各フィーダーによる部品の供給動作および上記ヘッドユニットによる各フィーダーからの部品取出し動作のうち少なくとも一方の動作を制御する制御手段とを備え、上記フィーダーの部品送出手段の動作に関係するデータが、フィーダーの部品送出手段の動作とヘッドユニットの部品取出手段の動作とのタイミング調整に関するデータからなるものである。
【００１０】
このような表面実装機によると、フィーダーによる部品の供給やヘッドユニットによるフィーダーからの部品の取出しを各フィーダー毎に適切、かつ可及的速やかに行わせることが可能となり、各フィーダーによる部品供給動作やヘッドユニットによる各フィーダーからの部品の取出し動作に無駄がなくなる。従って、各フィーダーによる部品の供給動作等に一定のマージンを一律に設定するようにしていた従来のこの種の表面実装機と比較すると、部品の取出しを適切に行わせながらもタクトタイムを大幅に短縮することが可能となる。
【００１１】
なお、タイミング調整に関するデータとしては、部品送出手段の駆動時間及び部品取出手段の待機時間を定める各種タイマー値を記録手段に記録することができる（請求項３）。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１および図２は本発明が適用される表面実装機（以下、実装機と略す）の一例を概略的に示している。これらの図において、実装機本体の基台１上には、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、所定の装着作業用位置で停止されるようになっている。
【００１４】
上記コンベア２の前後側方には、それぞれ部品供給部３が設けられている。この部品供給部３には、各種電子部品を供給するための多数のフィーダーが配設され、図示の例では多数のテープフィーダー４が並列に配置されている。
【００１５】
また、上記基台１の上方には、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（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。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。
【００１６】
上記ヘッドユニット５には複数のヘッド１３（部品取出手段）がＸ軸方向に並んだ状態で配置されている。各ヘッド１３は、エアシリンダにそれぞれ連結されており、エアシリンダへのエア給排切替えに伴い個別に昇降駆動されるようになっている。また、各ヘッド１３は、モータを駆動源とする回転駆動手段に連結されており、これにより各ヘッド１３が回転駆動されるようになっている。さらに、各ヘッド１３の下端には吸着ノズル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吸着ノズル１４に負圧が供給されて、その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。
【００１７】
上記ヘッドユニット５には、さらにＣＣＤカメラ１５（読み取り手段）が搭載されている。このカメラ１５は、プリント基板Ｐに記される基板認識用のフィデューシャルマークと各テープフィーダー４の部品取出部４ａに添付される後記記録媒体２８を撮像するものでヘッドユニット５に取付け固定されている。
【００１８】
図３は、実装機の部品供給部３の構造を示している。この図に示すように部品供給部３には、フィーダー配列方向に延びるフィーダー保持板１６が取付けられ、このフィーダー保持板１６に多数列のテープフィーダー４が着脱可能に取付けられている。また、図示の例では、上記フィーダー保持板１６とこれに保持された多数列のテープフィーダー４とを含む部品供給部ユニット全体が実装機本体に対して着脱可能となっている。すなわち、フィーダー保持板１６の両端部が実装機本体のＸ軸方向両側のフレーム１７に設けられた取付部１８に支持され、かつクランプ手段１９によってクランプされることにより、部品供給部ユニットが実装機本体に取付けられ、クランプ手段１９のクランプ解除により部品供給部ユニットが実装機本体から取外し可能となっている。従って、テープフィーダー４の個々の交換が可能であるとともに、部品供給部ユニット全体の一括交換も可能となっている。
【００１９】
上記テープフィーダー４は、図４に示すように先端に部品取出部４ａを、後端にリール保持部をそれぞれ有しており、リール保持部には、図５に示すようなリール２１が着脱可能に装着されるようになっている。
【００２０】
上記リール２１には、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の部品を所定間隔おきに収納、保持したテープ２２が巻着されている。テープ２２は、図６及び図７に示すように、テープ本体２２ａとカバーテープ２２ｂとで構成されている。テープ本体２２ａには、上部に開口した部品収納部２２ｃが一定間隔おきに多数配設されるとともに、これら部品収納部２２ｃに部品２４が収納され、各部品収納部２２ｃを上方から閉鎖するように上記カバーテープ２２ｂがテープ本体２２ａの上面に接着されている。そして、テープ２２がリール２１からテープフィーダー先端の部品取出部４ａへ導出されている。
【００２１】
テープフィーダー４の部品取出部４ａには、テープ２２の通路４１が形成されており、上記リール２１から導出されたテープ２２がこの通路４１に沿って移動するようになっているとともに、その上方にはテープ保護部材４２、シャッター部材４４及びカバー部材４５が設けられている。
【００２２】
上記テープ保護部材４２は、上記通路４１の上方に該ベース部分４１に対向して設けられている。このテープ保護部材４２には、部品取出し用の開放部４３が設けられ、その後端側（図６，７では右端側）にはさらにカバーテープ２２ｂの引き剥がし開始位置を決める係合部４４が形成されている。そして、上記係合部４４の位置でカバーテープ２２ｂが剥がされてから、テープ本体２２ａの部品収納部２２ｃが上記開放部４３の位置まで達すると、部品収納部２２ｃが上方に開放されて部品２４の取出しが可能となるように構成されている。
【００２３】
テープ２２の繰り出しは、各テープフィーダー４に設けられた図外の送出手段によって行われるようになっている。この送出手段は、上記テープ２２に継合するスプロケットと、このスプロケットに連結されるラチェットと、リンク等を介してラチェットを駆動するエアシリンダとを備え、エアシリンダの駆動によりシャッター部材４５に連動してテープ２２を間歇的に繰り出すように構成されている。すなわち、シャッター部材４５が閉じられるときにラチェットを一定方向に回転させてテープ２２を一定量だけ繰り出すようになっている。なお、テープフィーダー４には上記繰り出し機構に連動するカバーテープの引取り機構が設けられており、テープ２２が繰り出されると、これに伴いカバーテープ２２ｂが引取られるようになっている。
【００２４】
上記シャッター部材４５はテープ保護部材４２の上面に配置されている。シャッター部材４５は、上記開放部４３の少なくとも一部、具体的には、吸着ノズル１４による部品２４の取出し位置を閉塞する位置（図６の実線に示す）と、上記開放部４３を全開（図６の二点鎖線に示す）する位置とにスライド変位可能とされ、上記エアシリンダの駆動（エアシリンダに対するエアの給排切替え）に応じて作動するようになっている。
【００２５】
上記カバー部材４６は、シャッター部材４５の上面側に配置され、固定ピン４７により上記テープ保護部材４２に連結、固定されている。カバー部材４６は、例えば、下方への突出部４８を有した金属製の薄板で、シャッター部材４５に弾性的に当接してシャッター部材４５の浮き上がりを防止するようになっている。
【００２６】
上記テープフィーダー４によると、上記リール２１から導出されて部品取出部４ａに導かれたテープ２２は、上記送出手段により間歇的にテープ２２が繰り出されつつ上記係合部４４でカバーテープ２２ｂが剥がされ、テープ本体２２ａのみがテープ保護部材４２の下方において前方へ導かれる。そして、上記開放部４３の位置で、上記部品収納部２２ｃに収納された部品２４が吸着ノズル１４により取り出される。そして、このような部品２４の取出し動作が行われるまでは、上記シャッター部材４５により開放部４３の一部が閉塞されて部品２４の飛び出しが防止され、部品取出し時にはシャッター部材４５がスライドして開放部４３が全開とされて部品２４の取出しが許容されるようになっている。
【００２７】
上記リール２１には、図５に示すように、部品識別情報を記録した記録媒体２３が添付されている。この記録媒体２３は、当実施の形態ではバーコード（一次元コード）を印刷したテープからなり、当該リール２１に巻着されているテープ２２に収納されている部品２２ａの部品番号等がバーコードで記録されている。
【００２８】
また、上記テープフィーダー４には、図４，図６および図７に示すようにフィーダー識別情報を記録した記録媒体２７，２８が添付されている。これらの記録媒体２７，２８には、テープフィーダー４の個々を識別するため同一の情報が記録されており、一方の記録媒体２７はリール２１の装着位置近傍に添付され、他方の記録媒体２８は部品取出部４ａであって、かつテープフィーダー４が部品供給部３にセットされた状態で上記カメラ１５による撮像が可能となる位置、当実施の形態では、同図に示すように上記カバー部材４６の先端に添付されている。
【００２９】
これら記録媒体２７，２８のうちリール２１の装着位置近傍に添付される記録媒体２７は、当実施形態ではバーコードを印刷したテープからなり、テープフィーダー４を識別するための番号等がバーコードで記録されている。一方、部品取出部４ａの先端に添付される記録媒体２８（記録手段）は、当実施形態では二次元コードを印刷したテープからなり、同識別番号等が二次元コードで記録されている。二次元コードとしては、例えばカルラコード（カルラシステム（株））や、特開平７−２５４０３７号公報に開示されるような二次元コード（「ＱＲコード」株式会社デンソー）が用いられており、このような二次元コードを用いて上記識別番号を記録することにより、上記カメラ１５による記録媒体２８の読み取りが可能となっている。
【００３０】
図８は、上記実装機の制御に関する構成を示している。この図に示すように、実装機本体には、本発明の制御手段としての制御ユニット３２が設けられている。制御ユニット３２は、実装機を統括的に制御するもので、上記ヘッドユニット駆動のための上記サーボモータ９，１１等やカメラ１５等がこの制御ユニット３２に電気的に接続されている。また、ヘッド１３等のエアシリンダのエア給排系統に設けられる電磁バルブ等、実装機作動のための各種アクチュエータが制御ユニット３２に接続されている。
【００３１】
また、実装機本体とは別体に、リール２１やテープフィーダー４に添付された記録媒体２３，２７の情報を読み取るバーコードリーダ３０が設けられるとともに、このバーコードリーダ３０からの信号を受ける受信装置３１が設けられている。そして、上記受信装置３１と制御ユニット３２とが信号線３３を介して接続されている。受信装置３１にはバーコードリーダ３０からの信号を受信するアンテナ３４が設けられ、これにより該受信装置３１を介してバーコードリーダ３０と上記制御ユニット３２とが無線で通信可能となっている。
【００３２】
上記制御ユニット３２には、実装動作に関する各種情報を記憶する記憶部３２ａ（記憶手段）が設けられており、制御ユニット３２はこれに記憶された種々の情報に基づいて実装機を統括的に制御するように構成されている。
【００３３】
また、制御ユニット３２は、リール２１がテープフィーダー４にセットされる際にバーコードリーダ３０により読み取られて送信される情報、つまりリール２１に添付される記録媒体２３に記録された部品識別情報およびテープフィーダー４に添付される記録媒体２７に記録されたフィーダー識別情報に基づいて両者の対応関係を記憶するとともに、プリント基板Ｐの実装開始にあたっての前処理として、上記ヘッドユニット５を移動させながら各テープフィーダー４に添付された記録媒体２８をカメラ１５により読み取る、すなわち記録媒体２８の二次元コードを撮像しつつ、該撮像画像に所定の画像処理を施して記録されたフィーダー識別情報を認識する処理を行い、このフィーダー識別情報と予め記憶されているテープフィーダー４の取付位置に関する情報との対応関係を記憶し、上記各対応関係から部品供給部３におけるリール２１の実際の配置状況を判別し、実際の配置状況と記憶部３２ａに予め設定されている要求配置状況とを比較して配置状況の適否を判断するようになっている。
【００３４】
上記記憶部３２ａには、記録情報の一つとして各テープフィーダー４に関する個別データ（個別情報）がテーブルとして記憶されており、ヘッド１３による部品の取出しの際には、対象となるテープフィーダー４に対応する個別データに基づいてヘッド１３の昇降動作やテープフィーダー４によるテープ２２の繰り出し動作が制御されるようになっている。
【００３５】
個別データとしては、テープフィーダー４による部品供給動作やヘッドユニット５による部品取出し動作の各種タイミングに関するデータが記憶されており、当実施形態では、部品送出手段の駆動時間（繰り出しタイマー値）と部品取出手段の待機時間（待機タイマー値）とが記憶されている。
【００３６】
各タイマー値について詳しく説明すると、上記繰り出しタイマー値は、テープフィーダー４において送出手段のラチェットの作動やシャッター部材４５の作動のためにエアシリンダに対するエアの給排を切替えた時点から作動が完了するまでに要する時間の最小値であり、エアシリンダがフルストローク駆動するのに要する時間とされている。なお、この値は、各テープフィーダー４毎に試験的に求められる。
【００３７】
上記待機タイマー値は、部品の取り出しの際にヘッド１３の下降を開始するまでの待機時間であり、通常待機タイマー値と連続待機タイマー値の２種類のタイマー値からなる。
【００３８】
通常待機タイマー値は、同一のテープフィーダー４から断続的に部品を取り出す場合において、シャッター部材４５の開作動に要する時間よりヘッド１３の下降に要するが短い場合の待機時間に相当するものであり、閉状態にあるシャッター部材４５を開くべくエアシリンダに対するエアの給排が切替えられた時点からヘッド下降のためにヘッド駆動用のエアシリンダに対するエアの給排を切替えるまでの時間を設定したものである。一方、連続待機タイマー値は、同一のテープフィーダー４から連続的に部品を取り出す場合において、部品送出手段の復帰動作よりヘッド１３の移動が早い場合の次の吸着動作までの待機時間に相当するものであり、２個め以降の部品を吸着すべきヘッド１３がテープフィーダー４の上方に配置された後、該ヘッド下降のためにヘッド駆動用のエアシリンダに対するエアの給排を切替えるまでの時間である。
【００３９】
各待機タイマー値は、閉状態のシャッター部材４５を開くべくエアシリンダに対してエアの給排を切替えた時点からシャッター部材４５が完全に開状態となるまでの時間と、シャッター部材４５を再び閉じるべくエアシリンダに対してエアの給排を切替えた時点からシャッター部材４５が完全に閉状態となるまでの時間（すなわち、エアの給排を切替えた時点から次の部品が完全に繰り出されるまでの時間）とを各テープフィーダー４毎に試験的に求め、これらと、ヘッド１３の移動、昇降に要する時間とに基づきテープフィーダー４からのヘッド１３による部品の取出しが適切、かつ可及的速やかに行われるように各テープフィーダー４毎に予め設定されている。
【００４０】
なお、図８中、符号３５，３６は、それぞれキーボード等からなる入力部およびディスプレイ３６で、それぞれ上記制御ユニット３２に接続されている。
【００４１】
次に、部品供給部３におけるテープフィーダー４の配置状況の適否の判断処理について図９のフローチャートを用いて説明する。なお、この図において、ステップＳ１〜Ｓ９は実装機本体の制御ユニット３２の処理であり、ステップＳ１０１〜１０４はオペレータによる操作を示している。
【００４２】
まず、オペレータがリール２１をテープフィーダー４にセットするときに、セット操作に加え、その直前または直後に上記バーコードリーダ３０を操作して、リール２１およびテープフィーダー４にそれぞれ添付されている記録媒体２３，２７のバーコードを読み取らせる。これにより、バーコードリーダ３０で読み取られた部品識別情報およびフィーダー識別情報が送信される（ステップＳ１０１）。制御ユニット３２は、ステップＳ１でこれらの情報を受信装置３１を介して受信し、それに基づき、ステップＳ２で、セットされたリール２１とテープフィーダー４の対応関係を記憶する。
【００４３】
次に、オペレータがリール装着後のテープフィーダー４を実装機の部品供給部３に順次セットする。全てのテープフィーダー４をセットし終わると、オペレータが上記入力部３５を操作して生産機種の入力を行い、実装開始にあたっての前処理を行わせる（ステップＳ１０２）。
【００４４】
制御ユニット３２は、ステップＳ３で、予め記憶されているフィーダー取付位置に関する情報に基づいてヘッドユニット５を移動させつつ、各テープフィーダー４の部品取出部４ａに添付された記録媒体２８の二次元コードをカメラ１５により読み取らせ、ステップＳ４で、カメラ１５により読み取ったフィーダー識別情報と予め記憶部３２ａに記憶されているフィーダー取付位置との対応関係を記憶する。
【００４５】
次いで、制御ユニット３２は、ステップＳ５で、生産機種に応じた適正な部品のフィーダー配置を記憶部３２ａから読みだし、ステップＳ６で、ステップＳ２，Ｓ４の処理基づいて求められる実際のフィーダー配置と、記憶部３２ａから読み出された好ましいフィーダー配置とを照合し、ステップＳ７で、実際のフィーダー配置が好ましいフィーダー配置と一致するか否かを判別する。なお、記憶部３２ａには、予めコンピュータ解析による最適化等の手法により求められた各種プリント基板に応じた好ましいフィーダー配置が記憶されており、上記のようにオペレータによる生産機種の入力があると、制御ユニット３２は、実装に用いるデータを生産機種に応じて変更する。
【００４６】
そして、ステップＳ７において、実際のフィーダー配置が適正なフィーダー配置と一致しない場合には、ステップＳ８でその旨のメッセージをモニター３６に表示する。そして、オペレータが上記メッセージに従ってテープフィーダー４のセットを修正するとともに、入力部３５を操作してセット修正完了を入力すると（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）、ステップＳ９でヘッドユニット５が移動し、カメラ１５によりテープフィーダー４に添付された記録媒体２８の読み取りが行われる。この際、記録媒体２８の読み取りは、適正でないと判別されたフィーダー取付位置についてのみ行われる。
【００４７】
そして、制御ユニット３２は、新たな記録媒体２８の読み取りに基づいて上記対応関係を修正し、ステップＳ６での照合およびステップＳ７での判別を行い、実際のフィーダー配置が適正なフィーダー配置と一致するまでステップＳ６〜Ｓ９の処理を繰り返す。そして、実際のフィーダー配置が適正なフィーダー配置と一致した場合は、ステップＳ１０でその旨のメッセージをモニター３６に表示させて本フローチャートを終了する。
【００４８】
上記のように構成された実装機によると、実装動作時には、先ず、ヘッドユニット５が部品供給部３の上方に配置され、部品の吸着を行なうべきヘッド１３が昇降する。そして、ヘッド１３の下降中、所定のタイミングで吸着ヘッド２０内に負圧が供給されることにより、ヘッド１３が下降端位置に達した時に部品の吸着が行われてテープフィーダー４から部品がピックアップされることとなる。
【００４９】
このようなヘッド１３による部品の取出し動作においては、図８に示す処理により求められた各テープフィーダー４とフィーダー取付位置との対応関係と、上記記憶部３２ａに記憶されている個別データとに基づいて部品の取出し動作が制御される。
【００５０】
すなわち、ヘッド１３による部品の取出しの際には、ヘッド１３が対象となるテープフィーダー４の上方に配置された後、該テープフィーダー４に対応する通常待機タイマー値が経過した後（通常待機タイマー値だけヘッド１３が上昇端位置に待機させられた後）にヘッド駆動用のエアシリンダへの給排が切替えられてヘッド１３の下降が開始される。これにより、シャッター部材４５が完全に開く前にヘッド１３が下降することによるヘッド１３とシャッター部材４５との衝突が確実に回避され、ヘッド１３による部品の取出しが適切に行われる。この場合、通常待機タイマー値は、上述のように各テープフィーダー４毎に設定されているのでヘッド１３が必要以上に待機させられることがなく、いずれのテープフィーダー４についてもヘッド１３による部品の取出しが無駄のない最適なタイミングで行われることとなる。
【００５１】
このような部品取出し動作において、特に、複数のヘッド１３によって同一のテープフィーダー４から連続的に部品を取り出す場合には、２個め以降の部品の取出しに際しては、連続待機タイマー値だけヘッド１３が上昇端位置に待機させられた後、ヘッド駆動用のエアシリンダへの給排が切替えられてヘッド１３の下降が開始され、こうすることで、同一のテープフィーダー４から連続的に部品を取り出す場合にも、ヘッド１３による部品の取出しが最適なタイミングで適切に行われる。
【００５２】
すなわち、同一のテープフィーダー４から連続的に部品を取り出す場合、次に部品を吸着すべきヘッド１３の昇降動作がテープフィーダー４による次の部品の繰り出しよりも早いタイミングで可能となる実装機もあり、このような実装機においては、そのまま連続してヘッド１３により部品を取り出そうとすると、部品吸着ミスやヘッド１３とシャッター部材４５とが衝突する場合がある。しかし、上記のように連続待機タイマー値だけ次に部品を取出すべきヘッド１３を上昇端位置に待機させることで上記のような事態の発生が有効に防止されて２個目以降の部品の取出しが適切に行われる。この場合、連続待機タイマー値につても各テープフィーダー４毎に設定されているため、必要以上にヘッド１３を待機させられるようなことがなく、２個目以降の部品の取出しも無駄のない最適なタイミングで行われる。
【００５３】
そして、上記のように部品供給部３からヘッド１３による部品の取出しが完了すると、ヘッドユニット５がプリント基板Ｐの上方に移動させられ、上記部品吸着時と同様、ヘッド１３が昇降させられ、ヘッド１３が下降端に達するタイミングでヘッド１３への負圧の供給が遮断され、これによって部品がプリント基板Ｐに装着される。この際、ヘッド１３の下降前、あるいは下降中にヘッド１３が回転させられ、これにより部品の回転方向の位置決めが行われる。
【００５４】
なお、ヘッド１３によりテープフィーダー４から部品が取り出されると、シャッター部材４５が開動作するとともに送出手段により次の部品が繰り出されるが、この場合、シャッター部材４５を閉状態から開状態とすべくエアシリンダに対してエアの給排を切替えた時点から繰り出しタイマー値が経過した後、シャッター部材４５を閉じるべくエアの給排が切替えられる。これにより、エアシリンダはフルストローク確実に作動することとなり、テープ２２の繰り出しが確実に行われる。この場合、繰り出しタイマー値は、上述のように各テープフィーダー４毎に設定されているので、いずれのテープフィーダー４についても部品の繰り出しが適切に行われることとなる。
【００５５】
このように上記実施形態の実装機は、各テープフィーダー４に識別情報を記録した記録媒体２８を添付し、これをヘッドユニット５に搭載したカメラ１５により読み取ることにより各テープフィーダー４を認識できるようにし、実装時には、制御ユニット３２に記憶した各テープフィーダー４の個別データに基づいてヘッド１３の昇降動作やテープフィーダー４によるテープ２２の繰り出し動作を制御するようにしているので、対象となるテープフィーダー４からの部品の取出しが適切に、しかも無駄のない最適なタイミングで行われる。
【００５６】
従って、部品の種類に応じた送りピッチの相違等による部品の取出しミス等を防止すべく、各テープフィーダーからの部品の取出し動作において一律に安全時間（マージン）等を設定して吸着ヘッドを作動させる等していた従来のこの種の装置に比べると、部品の取出しを適切に行いながらもヘッド１３等の動作に一切無駄がなく、従って、タクトタイムを大幅に短縮することができる。
【００５７】
なお、上記実装機は、本発明に係る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。
【００５８】
例えば、上記の実装機では、識別情報を二次元コードにより記録した記録媒体２８を各テープフィーダー４に添付し、これをヘッドユニット５に搭載したカメラ１５により撮像、認識するようにしているが、識別情報をバーコードにより記録した記録媒体２８をテープフィーダー４に添付するとともに、カメラ１５に代えてヘッドユニット５にバーコードリーダを搭載し、このバーコードリーダにより記録媒体２８を読み取るようにしてもよい。また、このように記録媒体２８をカメラ１５やバーコードリーダにより読み取るようにする以外には、例えば、本発明の記録手段として送受信機能を有した記録手段を各テープフィーダー４に搭載する一方、各テープフィーダー４の記録手段との間で送受信可能な読み取り手段を上記ヘッドユニット５に搭載し、これにより識別情報を相互に送受信して読み取るようにしてもよい。
【００５９】
また、上記の実装機では、記録媒体２８によりテープフィーダー４を認識し、記憶部３２ａに記憶された個別データに基づいてヘッド１３の昇降動作等を制御するようにしているが、例えば、記録媒体２８自体に個別データに相当する情報を記録しておき、部品取出しの際に逐次記録媒体２８を読み取るようにしたり、あるいは実装開始にあたっての前処理において記録媒体２８を読み取って記憶するようにしてもよい。
【００６０】
さらに、上記実施形態では、個別データとしてシャッター部材駆動用のエアシリンダに対するエア給排切替え時間（繰り出しタイマー値）とテープフィーダー４から部品を取り出す際のヘッド１３の待機時間（待機タイマー値）を記憶するようにしているが、個別データの具体的な内容はこれに限られるものではなく、各テープフィーダー４による部品の取出しを適切、かつ効率良く行い得るように実装機の具体的構成に基づいて適宜選定するようにすればよい。また、上記実施形態では、エアシリンダ駆動によりシャッター部材４５を作動させる場合を例に説明しているが、ソレノイド駆動するものにも本発明は適用可能である。
【００６１】
例えば、フィーダーの部品送出手段の動作とヘッドユニットの部品取出手段の動作とのタイミング調整に関するデータである上記各タイマー値等に替え、もしくはこれに加え、部品送りピッチに相当するデータを個別データとして記憶部３２ａに記憶させ、または記録媒体２８に記録しておくようにしてもよく、このようにすればフィーダー毎の部品送りピッチの調整の自動化が可能となる。
【００６２】
すなわち、テープフィーダーのテープの送りピッチは部品の種類によって２ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍ、…というように異なっているため、エアシリンダの１ストロークに応じた送り量を調節するピッチアジャスターを上記部品送出手段に設けておいて、オペレータが手動で送りピッチを調整することは従来から行なわれているが、上記部品送りピッチに相当するデータを記憶または記録しておけば、そのデータの読み出しに応じて自動的に送りピッチを制御することができる。この制御は、例えばエアシリンダのストローク回数を送りピッチが２ｍｍであれば１回、４ｍｍであれば２回というように変更すればよく、また上記ピッチアジャスターを制御するようにしてもよい。なお、上記部品送りピッチに相当するデータは、部品送りピッチそのものでもよいが、エアシリンダのストローク回数等の制御量に換算した値でもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、フィーダーとしてテープフィーダーを実装機に搭載する場合を例に説明しているが、本発明は、例えば、筒状の供給通路を通じて部品単体を連続的に供給するようにしたいわゆるスティックフィーダーを搭載する実装機についても同様に適用可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の表面実装機では、各フィーダーにフィーダー識別情報を記録した記録手段を設け、実装機本体に設けた読み取り手段により各フィーダーの記録手段に記録された識別情報を読み取って各フィーダーを認識するようにするとともに、実装時には、記憶手段からフィーダーの部品送出手段の動作とヘッドユニットの部品取出手段の動作とのタイミング調整に関するデータを読み出して各フィーダーによる部品の供給動作およびヘッドユニットによる各フィーダーからの部品取出し動作のうち少なくとも一方の動作を制御するようにしているので、フィーダーによる部品の供給やヘッドユニットによるフィーダーからの部品の取出しが各フィーダー毎に適切、かつ可及的速やかに行われる。そのため、各フィーダーによる部品供給動作やヘッドユニットによる各フィーダーからの部品の取出し動作に無駄がない。従って、各フィーダーによる部品の供給動作に一定のマージンを一律に設定等するようにしていた従来のこの種の表面実装機と比較すると部品の取出しを適切に行いながらもタクトタイムを大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用される実装機の一例を示す平面図である。
【図２】 上記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】 部品供給部の正面図である。
【図４】 テープフィーダーの斜視図である。
【図５】 リールを示す斜視図である。
【図６】 テープフィーダーの部品取出部を示す平面図である。
【図７】 テープフィーダーの部品取出部を示す断面図である。
【図８】 実装機における制御に関する構成を示す説明図である。
【図９】 テープフィーダーの配置状況の適否の判断処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
５ ヘッドユニット
１５ ＣＣＤカメラ
３０ バーコードリーダ
３１ 受信装置
３２ 制御ユニット
３２ａ 記憶部
３３ 信号線
３４ アンテナ
３５ 入力部
３６ ディスプレイ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を供給するための多数のフィーダーを部品供給部に装備し、吸着ヘッドを有するヘッドユニットによりＩＣ等の電子部品を部品供給部から吸着してプリント基板上の所定位置に装着するようにした表面実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、吸着ヘッドを有するヘッドユニットにより、ＩＣ等の電子部品を部品供給部から吸着して部品装着部に設置されているプリント基板上に移送し、プリント基板の所定位置に装着するようにした実装機は一般に知られている。
【０００３】
この種の実装機は、通常、１乃至複数の吸着ヘッドを具備したヘッドユニットがＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能となっている。また、部品供給部には、各種部品を供給可能とすべく多数のフィーダーが配設され、例えば所定数のテープフィーダーが並列に配置されており、このテープフィーダーは部品送出手段により所定の部品取出し位置に部品を送って、部品取出し位置で電子部品のピックアップが可能な構造となっている。そして、各種電子部品のフィーダー配置がコンピュータ解析等による実装効率向上のための最適化の手法に基づいて予め設定されることにより、各種電子部品の装着が効率良く行われるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような実装機においては、同一構成の多数のテープフィーダーを用いて部品を供給する場合でも、供給する部品の種類等により部品送出手段の動作がテープフィーダー毎に相違し、具体的には部品の大きさ等によって送りピッチが相違するとともに、それに伴って部品の繰り出しタイミング等に差が生じる。そのため、例えば、テープフィーダーから連続して部品を取り出す場合、一方のテープフィーダーからは特定のタイミングで部品を取出すことができるが、他方のテープフィーダーにおいて同じタイミングで部品を取出そうとすると部品の繰り出しが間に合わず、部品の取出しができない場合が生じ得る。
【０００５】
そこで、一般には、テープフィーダー毎の繰り出しタイミング等の差を考慮し、吸着ヘッドによる動作に充分な安全時間（マージン）を設定して部品が確実に取り出されるようにしている。例えば、上記のようにテープフィーダーから連続して部品を取出す場合には、吸着ヘッドをテープフィーダーの上方で待機させるとともに、この待機時間を充分長く設定し、これにより次の部品が確実に繰り出され得るようにしている。
【０００６】
ところが、全てのテープフィーダーからの部品の取出し操作について一定のマージンを一律に設定して吸着ヘッドを作動させるのでは、本来マージンが必要でない場合には無駄な時間を費やすこととなり、タクトタイムの短縮化を図る上で好ましくない。
【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、部品を適切に取り出すことができ、しかもタクトタイムを短縮することができる表面実装機を提供することを目的としている。
【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、請求項１に記載の発明は、複数のフィーダー取付位置が設けられた部品供給部と、この部品供給部の各フィーダー取付位置に取付けられるフィーダーと、部品供給部のフィーダーから部品を取出してプリント基板に装着するヘッドユニットとを備え、フィーダーは、所定の部品取出し位置に部品を送る部品送出手段を有し、ヘッドユニットは部品取出し位置から部品を取出す部品取出手段を有している表面実装機において、各フィーダーにフィーダー識別情報を記録する記録手段が設けられる一方、実装機本体に、各フィーダーの記録手段に記録された識別情報を読み取り可能な読み取り手段と、フィーダーの部品送出手段の動作に関係するデータを記憶する記憶手段と、読み取り手段により読み取った各フィーダーの識別情報に応じて記憶手段から読み出したデータに基づき、各フィーダーによる部品の供給動作およびヘッドユニットによる各フィーダーからの部品取出し動作のうち少なくとも一方の動作を制御する制御手段とを備え、上記フィーダーの部品送出手段の動作に関係するデータが、フィーダーの部品送出手段の動作とヘッドユニットの部品取出手段の動作とのタイミング調整に関するデータからなるものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、複数のフィーダー取付位置が設けられた部品供給部と、この部品供給部の各フィーダー取付位置に取付けられるフィーダーと、部品供給部のフィーダーから部品を取出してプリント基板に装着するヘッドユニットとを備え、フィーダーは、所定の部品取出し位置に部品を送る部品送出手段を有し、ヘッドユニットは部品取出し位置から部品を取出す部品取出手段を有している表面実装機において、各フィーダーにフィーダーの部品送出手段の動作に関係するデータを含む個別情報を記録する記録手段が設けられる一方、実装機本体に、各フィーダーの記録手段に記録された識別情報を読み取り可能な読み取り手段と、読み取り手段により読み取った各フィーダーの個別情報に基づき、各フィーダーによる部品の供給動作および上記ヘッドユニットによる各フィーダーからの部品取出し動作のうち少なくとも一方の動作を制御する制御手段とを備え、上記フィーダーの部品送出手段の動作に関係するデータが、フィーダーの部品送出手段の動作とヘッドユニットの部品取出手段の動作とのタイミング調整に関するデータからなるものである。
【００１０】
このような表面実装機によると、フィーダーによる部品の供給やヘッドユニットによるフィーダーからの部品の取出しを各フィーダー毎に適切、かつ可及的速やかに行わせることが可能となり、各フィーダーによる部品供給動作やヘッドユニットによる各フィーダーからの部品の取出し動作に無駄がなくなる。従って、各フィーダーによる部品の供給動作等に一定のマージンを一律に設定するようにしていた従来のこの種の表面実装機と比較すると、部品の取出しを適切に行わせながらもタクトタイムを大幅に短縮することが可能となる。
【００１１】
なお、タイミング調整に関するデータとしては、部品送出手段の駆動時間及び部品取出手段の待機時間を定める各種タイマー値を記録手段に記録することができる（請求項３）。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１および図２は本発明が適用される表面実装機（以下、実装機と略す）の一例を概略的に示している。これらの図において、実装機本体の基台１上には、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、所定の装着作業用位置で停止されるようになっている。
【００１４】
上記コンベア２の前後側方には、それぞれ部品供給部３が設けられている。この部品供給部３には、各種電子部品を供給するための多数のフィーダーが配設され、図示の例では多数のテープフィーダー４が並列に配置されている。
【００１５】
また、上記基台１の上方には、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（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。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。
【００１６】
上記ヘッドユニット５には複数のヘッド１３（部品取出手段）がＸ軸方向に並んだ状態で配置されている。各ヘッド１３は、エアシリンダにそれぞれ連結されており、エアシリンダへのエア給排切替えに伴い個別に昇降駆動されるようになっている。また、各ヘッド１３は、モータを駆動源とする回転駆動手段に連結されており、これにより各ヘッド１３が回転駆動されるようになっている。さらに、各ヘッド１３の下端には吸着ノズル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吸着ノズル１４に負圧が供給されて、その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。
【００１７】
上記ヘッドユニット５には、さらにＣＣＤカメラ１５（読み取り手段）が搭載されている。このカメラ１５は、プリント基板Ｐに記される基板認識用のフィデューシャルマークと各テープフィーダー４の部品取出部４ａに添付される後記記録媒体２８を撮像するものでヘッドユニット５に取付け固定されている。
【００１８】
図３は、実装機の部品供給部３の構造を示している。この図に示すように部品供給部３には、フィーダー配列方向に延びるフィーダー保持板１６が取付けられ、このフィーダー保持板１６に多数列のテープフィーダー４が着脱可能に取付けられている。また、図示の例では、上記フィーダー保持板１６とこれに保持された多数列のテープフィーダー４とを含む部品供給部ユニット全体が実装機本体に対して着脱可能となっている。すなわち、フィーダー保持板１６の両端部が実装機本体のＸ軸方向両側のフレーム１７に設けられた取付部１８に支持され、かつクランプ手段１９によってクランプされることにより、部品供給部ユニットが実装機本体に取付けられ、クランプ手段１９のクランプ解除により部品供給部ユニットが実装機本体から取外し可能となっている。従って、テープフィーダー４の個々の交換が可能であるとともに、部品供給部ユニット全体の一括交換も可能となっている。
【００１９】
上記テープフィーダー４は、図４に示すように先端に部品取出部４ａを、後端にリール保持部をそれぞれ有しており、リール保持部には、図５に示すようなリール２１が着脱可能に装着されるようになっている。
【００２０】
上記リール２１には、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の部品を所定間隔おきに収納、保持したテープ２２が巻着されている。テープ２２は、図６及び図７に示すように、テープ本体２２ａとカバーテープ２２ｂとで構成されている。テープ本体２２ａには、上部に開口した部品収納部２２ｃが一定間隔おきに多数配設されるとともに、これら部品収納部２２ｃに部品２４が収納され、各部品収納部２２ｃを上方から閉鎖するように上記カバーテープ２２ｂがテープ本体２２ａの上面に接着されている。そして、テープ２２がリール２１からテープフィーダー先端の部品取出部４ａへ導出されている。
【００２１】
テープフィーダー４の部品取出部４ａには、テープ２２の通路４１が形成されており、上記リール２１から導出されたテープ２２がこの通路４１に沿って移動するようになっているとともに、その上方にはテープ保護部材４２、シャッター部材４４及びカバー部材４５が設けられている。
【００２２】
上記テープ保護部材４２は、上記通路４１の上方に該ベース部分４１に対向して設けられている。このテープ保護部材４２には、部品取出し用の開放部４３が設けられ、その後端側（図６，７では右端側）にはさらにカバーテープ２２ｂの引き剥がし開始位置を決める係合部４４が形成されている。そして、上記係合部４４の位置でカバーテープ２２ｂが剥がされてから、テープ本体２２ａの部品収納部２２ｃが上記開放部４３の位置まで達すると、部品収納部２２ｃが上方に開放されて部品２４の取出しが可能となるように構成されている。
【００２３】
テープ２２の繰り出しは、各テープフィーダー４に設けられた図外の送出手段によって行われるようになっている。この送出手段は、上記テープ２２に継合するスプロケットと、このスプロケットに連結されるラチェットと、リンク等を介してラチェットを駆動するエアシリンダとを備え、エアシリンダの駆動によりシャッター部材４５に連動してテープ２２を間歇的に繰り出すように構成されている。すなわち、シャッター部材４５が閉じられるときにラチェットを一定方向に回転させてテープ２２を一定量だけ繰り出すようになっている。なお、テープフィーダー４には上記繰り出し機構に連動するカバーテープの引取り機構が設けられており、テープ２２が繰り出されると、これに伴いカバーテープ２２ｂが引取られるようになっている。
【００２４】
上記シャッター部材４５はテープ保護部材４２の上面に配置されている。シャッター部材４５は、上記開放部４３の少なくとも一部、具体的には、吸着ノズル１４による部品２４の取出し位置を閉塞する位置（図６の実線に示す）と、上記開放部４３を全開（図６の二点鎖線に示す）する位置とにスライド変位可能とされ、上記エアシリンダの駆動（エアシリンダに対するエアの給排切替え）に応じて作動するようになっている。
【００２５】
上記カバー部材４６は、シャッター部材４５の上面側に配置され、固定ピン４７により上記テープ保護部材４２に連結、固定されている。カバー部材４６は、例えば、下方への突出部４８を有した金属製の薄板で、シャッター部材４５に弾性的に当接してシャッター部材４５の浮き上がりを防止するようになっている。
【００２６】
上記テープフィーダー４によると、上記リール２１から導出されて部品取出部４ａに導かれたテープ２２は、上記送出手段により間歇的にテープ２２が繰り出されつつ上記係合部４４でカバーテープ２２ｂが剥がされ、テープ本体２２ａのみがテープ保護部材４２の下方において前方へ導かれる。そして、上記開放部４３の位置で、上記部品収納部２２ｃに収納された部品２４が吸着ノズル１４により取り出される。そして、このような部品２４の取出し動作が行われるまでは、上記シャッター部材４５により開放部４３の一部が閉塞されて部品２４の飛び出しが防止され、部品取出し時にはシャッター部材４５がスライドして開放部４３が全開とされて部品２４の取出しが許容されるようになっている。
【００２７】
上記リール２１には、図５に示すように、部品識別情報を記録した記録媒体２３が添付されている。この記録媒体２３は、当実施の形態ではバーコード（一次元コード）を印刷したテープからなり、当該リール２１に巻着されているテープ２２に収納されている部品２２ａの部品番号等がバーコードで記録されている。
【００２８】
また、上記テープフィーダー４には、図４，図６および図７に示すようにフィーダー識別情報を記録した記録媒体２７，２８が添付されている。これらの記録媒体２７，２８には、テープフィーダー４の個々を識別するため同一の情報が記録されており、一方の記録媒体２７はリール２１の装着位置近傍に添付され、他方の記録媒体２８は部品取出部４ａであって、かつテープフィーダー４が部品供給部３にセットされた状態で上記カメラ１５による撮像が可能となる位置、当実施の形態では、同図に示すように上記カバー部材４６の先端に添付されている。
【００２９】
これら記録媒体２７，２８のうちリール２１の装着位置近傍に添付される記録媒体２７は、当実施形態ではバーコードを印刷したテープからなり、テープフィーダー４を識別するための番号等がバーコードで記録されている。一方、部品取出部４ａの先端に添付される記録媒体２８（記録手段）は、当実施形態では二次元コードを印刷したテープからなり、同識別番号等が二次元コードで記録されている。二次元コードとしては、例えばカルラコード（カルラシステム（株））や、特開平７−２５４０３７号公報に開示されるような二次元コード（「ＱＲコード」株式会社デンソー）が用いられており、このような二次元コードを用いて上記識別番号を記録することにより、上記カメラ１５による記録媒体２８の読み取りが可能となっている。
【００３０】
図８は、上記実装機の制御に関する構成を示している。この図に示すように、実装機本体には、本発明の制御手段としての制御ユニット３２が設けられている。制御ユニット３２は、実装機を統括的に制御するもので、上記ヘッドユニット駆動のための上記サーボモータ９，１１等やカメラ１５等がこの制御ユニット３２に電気的に接続されている。また、ヘッド１３等のエアシリンダのエア給排系統に設けられる電磁バルブ等、実装機作動のための各種アクチュエータが制御ユニット３２に接続されている。
【００３１】
また、実装機本体とは別体に、リール２１やテープフィーダー４に添付された記録媒体２３，２７の情報を読み取るバーコードリーダ３０が設けられるとともに、このバーコードリーダ３０からの信号を受ける受信装置３１が設けられている。そして、上記受信装置３１と制御ユニット３２とが信号線３３を介して接続されている。受信装置３１にはバーコードリーダ３０からの信号を受信するアンテナ３４が設けられ、これにより該受信装置３１を介してバーコードリーダ３０と上記制御ユニット３２とが無線で通信可能となっている。
【００３２】
上記制御ユニット３２には、実装動作に関する各種情報を記憶する記憶部３２ａ（記憶手段）が設けられており、制御ユニット３２はこれに記憶された種々の情報に基づいて実装機を統括的に制御するように構成されている。
【００３３】
また、制御ユニット３２は、リール２１がテープフィーダー４にセットされる際にバーコードリーダ３０により読み取られて送信される情報、つまりリール２１に添付される記録媒体２３に記録された部品識別情報およびテープフィーダー４に添付される記録媒体２７に記録されたフィーダー識別情報に基づいて両者の対応関係を記憶するとともに、プリント基板Ｐの実装開始にあたっての前処理として、上記ヘッドユニット５を移動させながら各テープフィーダー４に添付された記録媒体２８をカメラ１５により読み取る、すなわち記録媒体２８の二次元コードを撮像しつつ、該撮像画像に所定の画像処理を施して記録されたフィーダー識別情報を認識する処理を行い、このフィーダー識別情報と予め記憶されているテープフィーダー４の取付位置に関する情報との対応関係を記憶し、上記各対応関係から部品供給部３におけるリール２１の実際の配置状況を判別し、実際の配置状況と記憶部３２ａに予め設定されている要求配置状況とを比較して配置状況の適否を判断するようになっている。
【００３４】
上記記憶部３２ａには、記録情報の一つとして各テープフィーダー４に関する個別データ（個別情報）がテーブルとして記憶されており、ヘッド１３による部品の取出しの際には、対象となるテープフィーダー４に対応する個別データに基づいてヘッド１３の昇降動作やテープフィーダー４によるテープ２２の繰り出し動作が制御されるようになっている。
【００３５】
個別データとしては、テープフィーダー４による部品供給動作やヘッドユニット５による部品取出し動作の各種タイミングに関するデータが記憶されており、当実施形態では、部品送出手段の駆動時間（繰り出しタイマー値）と部品取出手段の待機時間（待機タイマー値）とが記憶されている。
【００３６】
各タイマー値について詳しく説明すると、上記繰り出しタイマー値は、テープフィーダー４において送出手段のラチェットの作動やシャッター部材４５の作動のためにエアシリンダに対するエアの給排を切替えた時点から作動が完了するまでに要する時間の最小値であり、エアシリンダがフルストローク駆動するのに要する時間とされている。なお、この値は、各テープフィーダー４毎に試験的に求められる。
【００３７】
上記待機タイマー値は、部品の取り出しの際にヘッド１３の下降を開始するまでの待機時間であり、通常待機タイマー値と連続待機タイマー値の２種類のタイマー値からなる。
【００３８】
通常待機タイマー値は、同一のテープフィーダー４から断続的に部品を取り出す場合において、シャッター部材４５の開作動に要する時間よりヘッド１３の下降に要するが短い場合の待機時間に相当するものであり、閉状態にあるシャッター部材４５を開くべくエアシリンダに対するエアの給排が切替えられた時点からヘッド下降のためにヘッド駆動用のエアシリンダに対するエアの給排を切替えるまでの時間を設定したものである。一方、連続待機タイマー値は、同一のテープフィーダー４から連続的に部品を取り出す場合において、部品送出手段の復帰動作よりヘッド１３の移動が早い場合の次の吸着動作までの待機時間に相当するものであり、２個め以降の部品を吸着すべきヘッド１３がテープフィーダー４の上方に配置された後、該ヘッド下降のためにヘッド駆動用のエアシリンダに対するエアの給排を切替えるまでの時間である。
【００３９】
各待機タイマー値は、閉状態のシャッター部材４５を開くべくエアシリンダに対してエアの給排を切替えた時点からシャッター部材４５が完全に開状態となるまでの時間と、シャッター部材４５を再び閉じるべくエアシリンダに対してエアの給排を切替えた時点からシャッター部材４５が完全に閉状態となるまでの時間（すなわち、エアの給排を切替えた時点から次の部品が完全に繰り出されるまでの時間）とを各テープフィーダー４毎に試験的に求め、これらと、ヘッド１３の移動、昇降に要する時間とに基づきテープフィーダー４からのヘッド１３による部品の取出しが適切、かつ可及的速やかに行われるように各テープフィーダー４毎に予め設定されている。
【００４０】
なお、図８中、符号３５，３６は、それぞれキーボード等からなる入力部およびディスプレイ３６で、それぞれ上記制御ユニット３２に接続されている。
【００４１】
次に、部品供給部３におけるテープフィーダー４の配置状況の適否の判断処理について図９のフローチャートを用いて説明する。なお、この図において、ステップＳ１〜Ｓ９は実装機本体の制御ユニット３２の処理であり、ステップＳ１０１〜１０４はオペレータによる操作を示している。
【００４２】
まず、オペレータがリール２１をテープフィーダー４にセットするときに、セット操作に加え、その直前または直後に上記バーコードリーダ３０を操作して、リール２１およびテープフィーダー４にそれぞれ添付されている記録媒体２３，２７のバーコードを読み取らせる。これにより、バーコードリーダ３０で読み取られた部品識別情報およびフィーダー識別情報が送信される（ステップＳ１０１）。制御ユニット３２は、ステップＳ１でこれらの情報を受信装置３１を介して受信し、それに基づき、ステップＳ２で、セットされたリール２１とテープフィーダー４の対応関係を記憶する。
【００４３】
次に、オペレータがリール装着後のテープフィーダー４を実装機の部品供給部３に順次セットする。全てのテープフィーダー４をセットし終わると、オペレータが上記入力部３５を操作して生産機種の入力を行い、実装開始にあたっての前処理を行わせる（ステップＳ１０２）。
【００４４】
制御ユニット３２は、ステップＳ３で、予め記憶されているフィーダー取付位置に関する情報に基づいてヘッドユニット５を移動させつつ、各テープフィーダー４の部品取出部４ａに添付された記録媒体２８の二次元コードをカメラ１５により読み取らせ、ステップＳ４で、カメラ１５により読み取ったフィーダー識別情報と予め記憶部３２ａに記憶されているフィーダー取付位置との対応関係を記憶する。
【００４５】
次いで、制御ユニット３２は、ステップＳ５で、生産機種に応じた適正な部品のフィーダー配置を記憶部３２ａから読みだし、ステップＳ６で、ステップＳ２，Ｓ４の処理基づいて求められる実際のフィーダー配置と、記憶部３２ａから読み出された好ましいフィーダー配置とを照合し、ステップＳ７で、実際のフィーダー配置が好ましいフィーダー配置と一致するか否かを判別する。なお、記憶部３２ａには、予めコンピュータ解析による最適化等の手法により求められた各種プリント基板に応じた好ましいフィーダー配置が記憶されており、上記のようにオペレータによる生産機種の入力があると、制御ユニット３２は、実装に用いるデータを生産機種に応じて変更する。
【００４６】
そして、ステップＳ７において、実際のフィーダー配置が適正なフィーダー配置と一致しない場合には、ステップＳ８でその旨のメッセージをモニター３６に表示する。そして、オペレータが上記メッセージに従ってテープフィーダー４のセットを修正するとともに、入力部３５を操作してセット修正完了を入力すると（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）、ステップＳ９でヘッドユニット５が移動し、カメラ１５によりテープフィーダー４に添付された記録媒体２８の読み取りが行われる。この際、記録媒体２８の読み取りは、適正でないと判別されたフィーダー取付位置についてのみ行われる。
【００４７】
そして、制御ユニット３２は、新たな記録媒体２８の読み取りに基づいて上記対応関係を修正し、ステップＳ６での照合およびステップＳ７での判別を行い、実際のフィーダー配置が適正なフィーダー配置と一致するまでステップＳ６〜Ｓ９の処理を繰り返す。そして、実際のフィーダー配置が適正なフィーダー配置と一致した場合は、ステップＳ１０でその旨のメッセージをモニター３６に表示させて本フローチャートを終了する。
【００４８】
上記のように構成された実装機によると、実装動作時には、先ず、ヘッドユニット５が部品供給部３の上方に配置され、部品の吸着を行なうべきヘッド１３が昇降する。そして、ヘッド１３の下降中、所定のタイミングで吸着ヘッド２０内に負圧が供給されることにより、ヘッド１３が下降端位置に達した時に部品の吸着が行われてテープフィーダー４から部品がピックアップされることとなる。
【００４９】
このようなヘッド１３による部品の取出し動作においては、図８に示す処理により求められた各テープフィーダー４とフィーダー取付位置との対応関係と、上記記憶部３２ａに記憶されている個別データとに基づいて部品の取出し動作が制御される。
【００５０】
すなわち、ヘッド１３による部品の取出しの際には、ヘッド１３が対象となるテープフィーダー４の上方に配置された後、該テープフィーダー４に対応する通常待機タイマー値が経過した後（通常待機タイマー値だけヘッド１３が上昇端位置に待機させられた後）にヘッド駆動用のエアシリンダへの給排が切替えられてヘッド１３の下降が開始される。これにより、シャッター部材４５が完全に開く前にヘッド１３が下降することによるヘッド１３とシャッター部材４５との衝突が確実に回避され、ヘッド１３による部品の取出しが適切に行われる。この場合、通常待機タイマー値は、上述のように各テープフィーダー４毎に設定されているのでヘッド１３が必要以上に待機させられることがなく、いずれのテープフィーダー４についてもヘッド１３による部品の取出しが無駄のない最適なタイミングで行われることとなる。
【００５１】
このような部品取出し動作において、特に、複数のヘッド１３によって同一のテープフィーダー４から連続的に部品を取り出す場合には、２個め以降の部品の取出しに際しては、連続待機タイマー値だけヘッド１３が上昇端位置に待機させられた後、ヘッド駆動用のエアシリンダへの給排が切替えられてヘッド１３の下降が開始され、こうすることで、同一のテープフィーダー４から連続的に部品を取り出す場合にも、ヘッド１３による部品の取出しが最適なタイミングで適切に行われる。
【００５２】
すなわち、同一のテープフィーダー４から連続的に部品を取り出す場合、次に部品を吸着すべきヘッド１３の昇降動作がテープフィーダー４による次の部品の繰り出しよりも早いタイミングで可能となる実装機もあり、このような実装機においては、そのまま連続してヘッド１３により部品を取り出そうとすると、部品吸着ミスやヘッド１３とシャッター部材４５とが衝突する場合がある。しかし、上記のように連続待機タイマー値だけ次に部品を取出すべきヘッド１３を上昇端位置に待機させることで上記のような事態の発生が有効に防止されて２個目以降の部品の取出しが適切に行われる。この場合、連続待機タイマー値につても各テープフィーダー４毎に設定されているため、必要以上にヘッド１３を待機させられるようなことがなく、２個目以降の部品の取出しも無駄のない最適なタイミングで行われる。
【００５３】
そして、上記のように部品供給部３からヘッド１３による部品の取出しが完了すると、ヘッドユニット５がプリント基板Ｐの上方に移動させられ、上記部品吸着時と同様、ヘッド１３が昇降させられ、ヘッド１３が下降端に達するタイミングでヘッド１３への負圧の供給が遮断され、これによって部品がプリント基板Ｐに装着される。この際、ヘッド１３の下降前、あるいは下降中にヘッド１３が回転させられ、これにより部品の回転方向の位置決めが行われる。
【００５４】
なお、ヘッド１３によりテープフィーダー４から部品が取り出されると、シャッター部材４５が開動作するとともに送出手段により次の部品が繰り出されるが、この場合、シャッター部材４５を閉状態から開状態とすべくエアシリンダに対してエアの給排を切替えた時点から繰り出しタイマー値が経過した後、シャッター部材４５を閉じるべくエアの給排が切替えられる。これにより、エアシリンダはフルストローク確実に作動することとなり、テープ２２の繰り出しが確実に行われる。この場合、繰り出しタイマー値は、上述のように各テープフィーダー４毎に設定されているので、いずれのテープフィーダー４についても部品の繰り出しが適切に行われることとなる。
【００５５】
このように上記実施形態の実装機は、各テープフィーダー４に識別情報を記録した記録媒体２８を添付し、これをヘッドユニット５に搭載したカメラ１５により読み取ることにより各テープフィーダー４を認識できるようにし、実装時には、制御ユニット３２に記憶した各テープフィーダー４の個別データに基づいてヘッド１３の昇降動作やテープフィーダー４によるテープ２２の繰り出し動作を制御するようにしているので、対象となるテープフィーダー４からの部品の取出しが適切に、しかも無駄のない最適なタイミングで行われる。
【００５６】
従って、部品の種類に応じた送りピッチの相違等による部品の取出しミス等を防止すべく、各テープフィーダーからの部品の取出し動作において一律に安全時間（マージン）等を設定して吸着ヘッドを作動させる等していた従来のこの種の装置に比べると、部品の取出しを適切に行いながらもヘッド１３等の動作に一切無駄がなく、従って、タクトタイムを大幅に短縮することができる。
【００５７】
なお、上記実装機は、本発明に係る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。
【００５８】
例えば、上記の実装機では、識別情報を二次元コードにより記録した記録媒体２８を各テープフィーダー４に添付し、これをヘッドユニット５に搭載したカメラ１５により撮像、認識するようにしているが、識別情報をバーコードにより記録した記録媒体２８をテープフィーダー４に添付するとともに、カメラ１５に代えてヘッドユニット５にバーコードリーダを搭載し、このバーコードリーダにより記録媒体２８を読み取るようにしてもよい。また、このように記録媒体２８をカメラ１５やバーコードリーダにより読み取るようにする以外には、例えば、本発明の記録手段として送受信機能を有した記録手段を各テープフィーダー４に搭載する一方、各テープフィーダー４の記録手段との間で送受信可能な読み取り手段を上記ヘッドユニット５に搭載し、これにより識別情報を相互に送受信して読み取るようにしてもよい。
【００５９】
また、上記の実装機では、記録媒体２８によりテープフィーダー４を認識し、記憶部３２ａに記憶された個別データに基づいてヘッド１３の昇降動作等を制御するようにしているが、例えば、記録媒体２８自体に個別データに相当する情報を記録しておき、部品取出しの際に逐次記録媒体２８を読み取るようにしたり、あるいは実装開始にあたっての前処理において記録媒体２８を読み取って記憶するようにしてもよい。
【００６０】
さらに、上記実施形態では、個別データとしてシャッター部材駆動用のエアシリンダに対するエア給排切替え時間（繰り出しタイマー値）とテープフィーダー４から部品を取り出す際のヘッド１３の待機時間（待機タイマー値）を記憶するようにしているが、個別データの具体的な内容はこれに限られるものではなく、各テープフィーダー４による部品の取出しを適切、かつ効率良く行い得るように実装機の具体的構成に基づいて適宜選定するようにすればよい。また、上記実施形態では、エアシリンダ駆動によりシャッター部材４５を作動させる場合を例に説明しているが、ソレノイド駆動するものにも本発明は適用可能である。
【００６１】
例えば、フィーダーの部品送出手段の動作とヘッドユニットの部品取出手段の動作とのタイミング調整に関するデータである上記各タイマー値等に替え、もしくはこれに加え、部品送りピッチに相当するデータを個別データとして記憶部３２ａに記憶させ、または記録媒体２８に記録しておくようにしてもよく、このようにすればフィーダー毎の部品送りピッチの調整の自動化が可能となる。
【００６２】
すなわち、テープフィーダーのテープの送りピッチは部品の種類によって２ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍ、…というように異なっているため、エアシリンダの１ストロークに応じた送り量を調節するピッチアジャスターを上記部品送出手段に設けておいて、オペレータが手動で送りピッチを調整することは従来から行なわれているが、上記部品送りピッチに相当するデータを記憶または記録しておけば、そのデータの読み出しに応じて自動的に送りピッチを制御することができる。この制御は、例えばエアシリンダのストローク回数を送りピッチが２ｍｍであれば１回、４ｍｍであれば２回というように変更すればよく、また上記ピッチアジャスターを制御するようにしてもよい。なお、上記部品送りピッチに相当するデータは、部品送りピッチそのものでもよいが、エアシリンダのストローク回数等の制御量に換算した値でもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、フィーダーとしてテープフィーダーを実装機に搭載する場合を例に説明しているが、本発明は、例えば、筒状の供給通路を通じて部品単体を連続的に供給するようにしたいわゆるスティックフィーダーを搭載する実装機についても同様に適用可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の表面実装機では、各フィーダーにフィーダー識別情報を記録した記録手段を設け、実装機本体に設けた読み取り手段により各フィーダーの記録手段に記録された識別情報を読み取って各フィーダーを認識するようにするとともに、実装時には、記憶手段からフィーダーの部品送出手段の動作とヘッドユニットの部品取出手段の動作とのタイミング調整に関するデータを読み出して各フィーダーによる部品の供給動作およびヘッドユニットによる各フィーダーからの部品取出し動作のうち少なくとも一方の動作を制御するようにしているので、フィーダーによる部品の供給やヘッドユニットによるフィーダーからの部品の取出しが各フィーダー毎に適切、かつ可及的速やかに行われる。そのため、各フィーダーによる部品供給動作やヘッドユニットによる各フィーダーからの部品の取出し動作に無駄がない。従って、各フィーダーによる部品の供給動作に一定のマージンを一律に設定等するようにしていた従来のこの種の表面実装機と比較すると部品の取出しを適切に行いながらもタクトタイムを大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用される実装機の一例を示す平面図である。
【図２】 上記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】 部品供給部の正面図である。
【図４】 テープフィーダーの斜視図である。
【図５】 リールを示す斜視図である。
【図６】 テープフィーダーの部品取出部を示す平面図である。
【図７】 テープフィーダーの部品取出部を示す断面図である。
【図８】 実装機における制御に関する構成を示す説明図である。
【図９】 テープフィーダーの配置状況の適否の判断処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
５ ヘッドユニット
１５ ＣＣＤカメラ
３０ バーコードリーダ
３１ 受信装置
３２ 制御ユニット
３２ａ 記憶部
３３ 信号線
３４ アンテナ
３５ 入力部
３６ ディスプレイ
Claims (3)
- 複数のフィーダー取付位置が設けられた部品供給部と、この部品供給部の各フィーダー取付位置に取付けられるフィーダーと、部品供給部のフィーダーから部品を取出してプリント基板に装着するヘッドユニットとを備え、フィーダーは、所定の部品取出し位置に部品を送る部品送出手段を有し、ヘッドユニットは上記部品取出し位置から部品を取出す部品取出手段を有している表面実装機において、上記各フィーダーにフィーダー識別情報を記録する記録手段が設けられる一方、実装機本体に、各フィーダーの記録手段に記録された識別情報を読み取り可能な読み取り手段と、上記フィーダーの部品送出手段の動作に関係するデータを記憶する記憶手段と、上記読み取り手段により読み取った各フィーダーの識別情報に応じて上記記憶手段から読み出したデータに基づき、各フィーダーによる部品の供給動作および上記ヘッドユニットによる各フィーダーからの部品取出し動作のうち少なくとも一方の動作を制御する制御手段とを備え、上記フィーダーの部品送出手段の動作に関係するデータは、フィーダーの部品送出手段の動作とヘッドユニットの部品取出手段の動作とのタイミング調整に関するデータであることを特徴とする表面実装機。
- 複数のフィーダー取付位置が設けられた部品供給部と、この部品供給部の各フィーダー取付位置に取付けられるフィーダーと、部品供給部のフィーダーから部品を取出してプリント基板に装着するヘッドユニットとを備え、フィーダーは、所定の部品取出し位置に部品を送る部品送出手段を有し、ヘッドユニットは上記部品取出し位置から部品を取出す部品取出手段を有している表面実装機において、上記各フィーダーにフィーダーの部品送出手段の動作に関係するデータを含む個別情報を記録する記録手段が設けられる一方、実装機本体に、各フィーダーの記録手段に記録された識別情報を読み取り可能な読み取り手段と、上記読み取り手段により読み取った各フィーダーの個別情報に基づき、各フィーダーによる部品の供給動作および上記ヘッドユニットによる各フィーダーからの部品取出し動作のうち少なくとも一方の動作を制御する制御手段とを備え、上記フィーダーの部品送出手段の動作に関係するデータは、フィーダーの部品送出手段の動作とヘッドユニットの部品取出手段の動作とのタイミング調整に関するデータであることを特徴とする表面実装機。
- 上記タイミング調整に関するデータは、部品送出手段の駆動時間及び部品取出手段の待機時間を定める各種タイマー値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面実装機。
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