JP4382248B2 - 電子部品装着装置及び電子部品装着方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を電子回路基板等の基板に装着する電子部品装着装置及び電子部品装着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子部品装着装置では、電子部品を吸引した状態で保持する吸着ノズルを有し、当該吸着ノズルにより電子部品をプリント基板上の装着位置に搬送し、電子部品をプリント基板上に装着する。
【０００３】
上記電子部品装着装置は、電子部品を供給する部品供給装置と、上記吸着ノズルを装着するためのヘッドユニットと、上記部品供給装置の吸着位置と上記装着位置との間で上記ヘッドユニットを水平移動させるための移動機構と、上記ヘッドユニットに対して上記吸着ノズルを上下動させる上下動機構と、上記吸着ノズルの軸心を中心にして上記吸着ノズルを上記ヘッドユニットに対して左右に回転させる回転機構と、吸着された電子部品の吸着姿勢や種類等の測定を行う部品認識装置とを備えて構成されている。上記部品供給装置には、上記吸着ノズルの吸着位置に電子部品を一つずつ供給する電子部品フィーダが横一列に並んだ状態で装着されている。
【０００４】
上記電子部品装着装置では、吸着位置に供給された電子部品を上記吸着ノズルによって吸着させる。電子部品を吸着したら、上記吸着ノズルは上記上下動機構によって上昇する。そして、上記回転機構によって上記吸着ノズルを回転させることにより、吸着された電子部品の装着姿勢を決める。次いで、上記部品認識装置によって吸着された電子部品の認識を行う。部品認識の結果に基づいて、上記移動機構により上記ヘッドユニットが吸着位置から装着位置に移動し、上記上下動機構によって上記吸着ノズルを下降させて、電子部品を基板に装着する。
【０００５】
ところで、電子部品の装着効率を向上させるために、上記吸着ノズルが上記ヘッドユニットに複数設けられることがある。この場合、隣り合う電子部品フィーダの吸着位置の間隔と同じ間隔になるように、上記ヘッドユニットに吸着ノズルを複数並べる。このような構成により、各吸着ノズルが吸着位置で下降し、電子部品を吸着することができる。ヘッドユニットに吸着ノズルを複数設けることによって、ヘッドユニットが吸着位置から装着位置に一回移動する際に、複数の電子部品を吸着位置から装着位置に搬送することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような構成の電子部品装着装置では、各吸着ノズルが電子部品を吸着した状態で各吸着ノズルが回転する際に、電子部品の形状によっては、互いに隣り合う吸着ノズルに吸着された電子部品同士がぶつかるようなことがあった。このため、部品認識装置によって電子部品の認識を行えなかったり、電子部品を装着することができないことがあった。これを回避するために、互いに隣接する吸着ノズルが回転する（同時に電子部品を装着する）場合、各電子部品の外形寸法から互いに隣接するノズルに吸着された電子部品がぶつからずに回転可能か否かを判定しなければならなかった。
【０００７】
そして、回転不可能（同時搭載不能）と判定された場合、互いにとなり合う電子部品の一方を部品供給装置から基板へと装着して、再び吸着ノズルが部品供給装置に戻り他方の電子部品を部品供給装置から基板へと装着する。したがって、吸着ノズルを複数設けたにも関わらず、装着効率が向上しないようなことがあった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、複数の吸着ノズルが吸着位置から装着位置に移動し、再び吸着位置に戻る一周期で、複数の電子部品を基板に装着できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、部品供給部（例えば、図１に示す電子部品供給装置１４０）に互いに近接して配置された複数の電子部品を取り出して、該複数の電子部品を基板上に装着可能とするために、互いに近接して配置されるとともにそれぞれ電子部品を吸着する複数の吸着部（例えば、図１に示す吸着ノズル１０８−１〜１０８−４）を備えた電子部品装着装置において、
前記複数の吸着部をそれぞれ上下動させる上下動機構（例えば、図２に示すＺ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４を含む）と、
前記複数の吸着部をそれぞれ少なくとも左右いずれかに回転させる回転機構（例えば、図２に示すθ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４を含む）と、
前記複数の吸着部を前記部品供給部から前記基板上の任意の位置に移動させる水平移動機構（例えば、図１に示すＸＹ方向駆動機構１１０）と、
前記複数の吸着部、前記上下動機構、前記回転機構及び前記水平移動機構の動作を制御する制御部（例えば、図２に示す制御装置２００）とを備え、
前記水平移動機構により前記部品供給部から前記基板上に前記複数の吸着部を移動する前に、
前記複数の吸着部に電子部品を順次吸着させるとともに、前記複数の吸着部を所定の高さに順次上昇させる際に、少なくとも一つの前記上昇する吸着部を、吸着された電子部品が互いに干渉しないように、前記所定高さに至る前の高さの位置で回転させることを特徴としている。
【００１０】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、複数の吸着部を順次上昇させる際に、吸着された電子部品が互いに干渉しないように、所定の高さに至る前の高さで上昇する吸着部を回転させるため、各電子部品を互いにぶつからせずに回転することができる。そして、吸着された電子部品を基板に装着する前に吸着された電子部品を回転させて、吸着された電子部品の姿勢を変更することができる。これにより、吸着部が吸着位置から装着位置に移動し、再び吸着位置に戻る一周期で、複数の電子部品を基板に装着することができ、効率よく電子部品を装着することができる。
【００１１】
また、各電子部品が互いにぶつからせずに回転することができるため、部品供給部に近接して電子部品を並べるに際し、電子部品の外形寸法を気にせずに並べることができる。したがって、各電子部品の外形寸法から互いに隣接するノズルに吸着された電子部品がぶつからずに回転可能か否かを判定する必要がなくなる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子部品装着装置を用いて電子部品を基板に装着する電子部品装着方法であって、
前記複数の吸着部に電子部品を順次吸着させるとともに、前記複数の吸着部を所定の高さに順次上昇させる際に、少なくとも一つの前記上昇する吸着部を、吸着された電子部品が互いに干渉しないように、前記所定高さに至る前の高さの位置で回転させた後、電子部品を装着することを特徴としている。
【００１５】
以上のように、請求項２記載の発明によれば、複数の吸着部を順次上昇させる際に、吸着部された電子部品が互いに干渉しないように、所定の高さに至る前の高さで上昇する吸着部を回転させるため、各電子部品を互いにぶつからせずに回転することができる。これにより、吸着部が吸着位置から装着位置に移動し、再び吸着位置に戻る一周期で、複数の電子部品を基板に装着することができ、効率よく電子部品を装着することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明においてＺ方向とは実質的に鉛直方向を示し、Ｘ−Ｙ方向は実質的に水平な方向を示し、Ｘ方向はＹ方向に垂直である。
【００１７】
図１には、本発明を適用した実施形態の電子部品装着装置１００の斜視図を示す。
図１に示すように、電子部品装着装置１００は、基台１０１と、電子部品を吸着する吸着ノズル（吸着部）１０８−１〜１０８−４と、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を装着するヘッドユニット１０５と、ヘッドユニット１０５をＸ−Ｙ方向の位置決めを行うＸＹ方向駆動機構（水平移動機構）１１０と、電子部品を供給する部品供給装置（部品供給部）１４０と、基板１０３を搬送する基板搬送装置１０２等とから構成されている。
【００１８】
この電子部品装着装置１００は、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が電子部品を吸着することによって部品供給装置１４０から電子部品を取り出し、ヘッドユニット１０５とともに吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を部品供給装置１４０上から基板１０３上に移動して、電子部品を装着するものである。
【００１９】
基台１０１上には基板搬送装置１０２が配置され、基板１０３が基板搬送装置１０２上を搬送され、所定の装着作業位置で停止されるようになっている。基板搬送装置１０２の両側には部品供給装置１４０が配置されている。基台１０１の上方には、ヘッドユニット１０５が装備されている。
【００２０】
ヘッドユニット１０５は、ＸＹ方向駆動機構１１０によってＸ軸方向（基板搬送装置１０２の方向）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。すなわち、ＸＹ方向駆動機構１１０は、Ｘ方向に延在するＸガイド部材１０６と、Ｙ方向に延在するＹガイド部材１０７，１０７と、Ｘ軸サーボモータ２０１（図２に図示）と、Ｙ軸サーボモータ２０２（図２に図示）と、から構成されている。そして、ヘッドユニット１０５はＸガイド部材１０６に移動自在に支持されており、Ｘガイド部材１０６はＹガイド部材１０７，１０７に移動自在に支持されている。Ｘガイド部材１０６は、Ｙ軸サーボモータ２０２によりＹガイド部材１０７に沿ってＹ方向に移動され、ヘッドユニット１０５は、Ｘ軸サーボモータ２０１によりＸガイド部材１０６に沿ってＸ方向に移動される。
【００２１】
部品供給装置１４０は、フィーダバンク１４１と、電子部品フィーダ１４２，１４２，…とから構成されている。フィーダバンク１４１は電子部品フィーダ１４２を位置決めして固定するものである。このフィーダバンク１４１には複数の電子部品フィーダ１４２が横一列に並んだ状態で装着されている。本実施形態において、電子部品フィーダ１４２はテープフィーダであり、各テープフィーダはそれぞれリールから導出されるテープにＩＣやコンデンサなどの電子部品を所定間隔おきに収納、保持する。そして、電子部品フィーダ１４２は、後述する吸着ノズル１０８−１〜１０８−４による電子部品の吸着につれて、電子部品を順次吸着位置に搬送するように構成されている。以上の構成により、部品供給装置１４０は、それぞれの電子部品フィーダ１４２によって吸着位置において複数の電子部品を互いに近接して配置する。
【００２２】
ヘッドユニット１０５には、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４のそれぞれのＺ方向の位置決めを行うＺ方向駆動機構（図示略）と、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４のそれぞれのＺ方向の軸心（θ軸）を中心に回転角度の位置決めを行うθ軸回転機構（図示略）と、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の認識を行う部品認識装置２０５（図２に図示）とが設けられている。
【００２３】
上記Ｚ方向駆動機構は、例えばピニオンラック機構やねじ伝動機構などの昇降機構（図示略）と、Ｚ軸サーボモータ２０３−１（図２に図示）等とを備えている。上記θ軸回転機構は、回転軸（図示略）と、θ軸サーボモータ２０４−１（図２に図示）等とを備えている。そして、上記昇降機構はヘッドユニット１０５に固定的に設けられている。上記回転軸はＺ方向のθ軸としており、この軸を中心として回転自在に上記昇降機構に支持されている。また、上記回転軸に吸着ノズル１０８−１が固定的に支持されている。そして、上記昇降機構にＺ軸サーボモータ２０３−１の駆動出力が連結されており、Ｚ軸サーボモータ２０３−１の駆動出力によって、上記回転軸とともに吸着ノズル１０８−１がヘッドユニット１０５に対してＺ方向に移動することができるようになっている。また、θ軸サーボモータ２０４−１の駆動出力が上記回転軸に連結されており、θ軸サーボモータ２０４−１の駆動出力によって上記回転軸とともに吸着ノズル１０８−１が左右に回転することができるようになっている。以上のように、Ｚ方向駆動機構及びθ軸回転機構がヘッドユニット１０５に複数設けられており、吸着ノズル１０８−２〜１０８−４も吸着ノズル１０８−１と同様に上下動するとともに、回転するようになっている。吸着ノズル１０８−２〜１０８−４を上下動させるためのサーボモータをそれぞれＺ軸サーボモータ２０３−２〜２０４−４とし、吸着ノズル１０８−２〜１０８−４を回転させるためのサーボモータをそれぞれθ軸サーボモータ２０４−２〜２０４−４とする。
【００２４】
吸着ノズル１０８−１〜１０８−４は互いに近接し、順に並んでヘッドユニット１０５に配設されている。隣り合う吸着ノズルの間隔は、隣り合う電子部品フィーダ１４２の吸着位置の間隔とほぼ同じになっており、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が同時に対応する電子部品フィーダ１４２から電子部品を吸着して、取り出すことができるようになっている。
【００２５】
また、部品認識装置２０５は、例えば、レーザ光による検出装置等であり、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４の先端近傍のヘッドユニット１０５に設けられている。さらに、ここでは図を省略しているが、部品認識装置として基台１０１上に固定された例えば、ＣＣＤカメラや人工網膜カメラ等の撮像装置であっても良い。そして、部品認識装置２０５は、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の認識をするものである。
【００２６】
次に、上記のような電子部品装着装置１００が備える制御装置２００について説明する。
図２に示すように、電子部品装着装置１００の制御装置２００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１０と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１２と、ドライバ２１３とを備え、システムバスにより各部が相互にデータ入出力可能に接続されている。
【００２７】
更に、上記システムバスに部品認識装置２０５が接続されており、データの入出力可能となっている。Ｚ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４、θ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４、Ｘ軸サーボモータ２０１、Ｙ軸サーボモータ２０２及び吸着ノズル１０８−１〜１０８−４にはドライバ２１３が接続されている。ドライバ２１３は、各モータを駆動制御するとともに吸着ノズル１０８−１〜１０８−４の吸着動作を制御する。
【００２８】
ＣＰＵ２１０は、ＲＡＭ２１１の所定領域を作業領域としてＲＯＭ２１２に記憶されている制御プログラムに従い、部品認識装置２０５から検出信号を入力したり、各モータや吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を制御するための処理を演算したりする。ＲＯＭ２１３には、部品認識装置２０５、各モータや吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を制御するための制御プログラムが格納されている。ドライバ２１３は、ＣＰＵ２１０で演算された各処理に基づき、各モータや吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を駆動制御する。
【００２９】
詳細に説明すると、ＣＰＵ２１０は制御プログラムに基づき、ドライバ２１３を介してＸ軸サーボモータ２０１及びＹ軸サーボモータ２０２を駆動制御して、ヘッドユニット１０５を吸着位置に移動させるための吸着位置決め処理を行う。更に、ＣＰＵ２１０は制御プログラムに基づき、ドライバ２１３を介してＺ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４や吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を駆動制御して、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を下降させて、電子部品を吸着させるための吸着処理を行う。
【００３０】
また、ＲＯＭ２１２には電子部品の部品データに係る情報が格納されており、この部品データ及び制御プログラムに基づき、ドライバ２１３を介してＺ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４及びθ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４を駆動制御して、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の姿勢を変更するための姿勢変更処理を行う。また、ＣＰＵ２１０は制御プログラムに基づき、吸着された電子部品を部品認識装置２０５によって認識するための認識処理を行う。そして、ＣＰＵ２１０は制御プログラム及び部品認識装置２０５から入力データに基づき装着位置を補正しつつ、Ｘ軸サーボモータ２０１及びＹ軸サーボモータ２０２を駆動制御して、ヘッドユニット１０５を基板１０３上の装着位置に移動させる装着位置決め処理を行う。そして、ＣＰＵ２１０は制御プログラムに基づき、Ｚ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４及び吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を駆動制御して、電子部品を基板に装着する装着処理を行う。以上のＣＰＵ２１０の各種処理に基づき、各モータ、部品認識装置２０５及び吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が制御される。
【００３１】
姿勢変更処理について、詳細に説明する。
電子部品の部品データには、電子部品の厚さ（電子部品の高さ）に係るデータが含まれている。そして、ＣＰＵ２１０は電子部品の厚さに基づき、ドライバ２１３を介してＺ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４及びθ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４を制御する。
【００３２】
即ち、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が電子部品を吸着してから、θ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４が作動して、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が回転する前に、Ｚ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４を作動させて、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４のＺ軸方向の位置をそれぞれ変更する。この際に、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４のうちの一つの吸着ノズルに吸着された電子部品の最下部が、この吸着ノズルに隣合う吸着ノズルに吸着された電子部品の最上部より上方に位置するように、Ｚ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４を制御して、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４の高さを変更する。
【００３３】
本実施形態の電子部品装着装置１００の動作について、図３〜図７を参照して説明する。なお、図３は、本実施形態の電子部品装着装置１００の動作を示すフローチャートである。また、図４〜図７は、吸着ノズル１０８−１，１０８−２及び電子部品の位置関係について、順に段階を追って示すもので、いずれの図面も、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。なお、図４〜図７においては、図面を簡略するため、吸着ノズル１０８−１，１０８−２のみを示す。
【００３４】
先ず、基板搬送装置１０２によって基板１０３が装着作業位置に搬送され、当該装着作業位置に保持される。次いで、Ｘ軸サーボモータ２０１およびＹ軸サーボモータ２０２が作動して、ヘッドユニット１０５をＸ−Ｙ方向に移動させる。これにより、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４のそれぞれが該当する電子部品フィーダ１４２の吸着位置の上方に対向する（ステップＳ１）。次いで、Ｚ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４が作動して、図４に示すように吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が下降して、それぞれの吸着ノズルが一つずつ電子部品をほぼ同時に吸着する（ステップＳ２）。
【００３５】
吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が電子部品を吸着したら、Ｚ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４が逆に作動して、図５に示すように吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が上昇する（ステップＳ３）。ここで、吸着ノズル１０８−１と、吸着ノズル１０８−１に隣り合う吸着ノズル１０８−２との上下の位置関係は以下のようになる。即ち、吸着ノズル１０８−１に吸着された電子部品３０１の厚さをｈ１とすると、吸着ノズル１０８−２は吸着ノズル１０８−１と比較してｈ１以上高く上昇する。このように吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が上昇することによって、吸着ノズル１０８−２に吸着された電子部品３０２の最下部が、吸着ノズル１０８−１に吸着された電子部品３０１の最上部より上方に位置する。吸着ノズル１０８−２と吸着ノズル１０８−３の高さの関係も、吸着ノズル１０８−１と吸着ノズル１０８−２の高さの関係と同様に、いずれか一方の吸着ノズルに吸着された電子部品が他方の吸着ノズルに吸着された電子部品と異なる高さとする。吸着ノズル１０８−３と吸着ノズル１０８−４との高さの関係も同様となる。
【００３６】
以上のように、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が上昇したら、θ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４が作動し、図６に示すように、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４がそれぞれ回転する（ステップＳ４）。これにより、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の姿勢を変更する。
【００３７】
次いで、Ｚ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４が作動して、図７に示すように、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を上下動させて、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の高さを揃える（ステップＳ５）。電子部品の高さを揃えることによって、部品認識装置２０５によって吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の部品認識を行うことができ、かつ、ヘッドユニット１０５が吸着位置から装着位置に移動することができる。そして、部品認識装置２０５によって電子部品の認識を行い（ステップＳ６）、部品認識装置２０５による認識結果に基づいて、電子部品の装着位置の補正演算を行う。次いで、その補正演算に基づき、Ｘ軸サーボモータ２０１及びＹ軸サーボモータ２０２が作動して、ヘッドユニット１０５が補正装着位置に移動する（ステップＳ７）。次いで、Ｚ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４が作動して、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４がそれぞれ下降し、電子部品を基板１０３上に装着する（ステップＳ８）。ステップＳ１からステップＳ８の動作により一周期の装着が終了し、所定の回数だけこの周期を繰り返す（ステップＳ９）。
【００３８】
以上のように、本実施形態によれば、電子部品を基板１０３に装着する前に、ステップＳ４において吸着された電子部品とともに吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を回転させるに際し、ステップＳ３において吸着された各電子部品の高さが互いに干渉しない高さとなっている。したがって、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が回転しても、隣り合う吸着ノズルに吸着された電子部品同士がぶつからなくなる。これにより、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が吸着位置から装着位置に移動し、再び吸着位置に戻る一周期（ステップＳ１→ステップＳ９→ステップＳ１）で、複数の電子部品を吸着位置から装着位置に搬送することができる。そのため、上記一周期で吸着ノズル１０８−１〜１０８−４がほぼ同時に複数の電子部品を基板に装着することができ、効率よく電子部品を装着することができる。
【００３９】
また、隣り合う吸着ノズルに吸着された電子部品がぶつからないようにするために、複数の電子部品フィーダ１４２をフィーダバンク１４１に装着する際に、隣り合う電子部品フィーダの電子部品の外径寸法からその隣り合う電子部品が同時に搭載可能か判定する手間が省ける。即ち、隣り合う電子部品の外径寸法を気にせずに、電子部品フィーダ１４２をフィーダバンク１４１に装着することができる。また、隣り合う吸着ノズルに吸着することが可能な電子部品の外形寸法が、電子部品と隣の吸着ノズルとにぶつかるような外形寸法でなければ、隣り合う吸着ノズルに電子部品をほぼ装着することができる。このため、吸着ノズル毎に吸着できる電子部品の最大外形寸法を事前に決定できる。また、隣り合う電子部品を同時に搭載可能不能と判定されないように隣り合う電子部品の外形寸法の条件を設定する必要がなくなるため、電子部品の吸着、認識及び搭載フェーズを再割り当てする必要がなくなる。
【００４０】
なお、本実施形態では、隣り合う吸着ノズルに吸着された電子部品の高さをそれぞれ干渉しない高さとすることを、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４がそれぞれ電子部品を吸着してから吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が上昇する際に行っていたが、この場合に限らない。即ち、電子部品を吸着した吸着ノズル１０８−１〜１０８−４のいずれか一つが回転する前に、その回転する吸着ノズルに吸着された電子部品に対して、その回転する吸着ノズルと隣り合う吸着ノズルに吸着されるべき電子部品が干渉しない高さとするようにすれば良い。
【００４１】
例えば、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が電子部品を吸着してから、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が上昇する際には、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の高さを揃える。そして、部品認識装置２０５で部品認識をする。次いで、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の高さを図５に示すように異なる高さとし、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が回転するに際し、各電子部品が互いに干渉しない高さとする。次いで、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を回転させて、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された各電子部品の姿勢を変更する。この場合、部品認識装置２０５で部品認識を行う際に、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の高さを図５に示すようにずらしても良い。そして、姿勢変更終了後、ヘッドユニット１０５を補正装着位置に移動させて、次いで、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を下降させて電子部品を基板１０３に装着する。
【００４２】
また、以下のようにしても良い。即ち、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が電子部品を吸着する際に、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が同時に下降せずに、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が順次下降する。例えば、吸着ノズル１０８−１が下降して、電子部品を吸着したものとする。そして、部品認識装置２０５によって部品認識が行える高さまで吸着ノズル１０８−１が上昇する。吸着ノズル１０８−１が上昇している時に、吸着ノズル１０８−１に吸着された電子部品の最下部が吸着ノズル１０８−２が吸着すべき電子部品の最上部より高くなったら、吸着ノズル１０８−１を回転させる。これにより、吸着ノズル１０８−１に吸着された電子部品の姿勢を変更する。次いで、吸着ノズル１０８−２も吸着ノズル１０８−１と同様に電子部品を吸着し、部品認識が行える高さまで吸着ノズル１０８−２が上昇している時に、吸着ノズル１０８−２に吸着された電子部品の最下部が吸着ノズル１０８−３が吸着すべき電子部品の最上部より高くなったら、吸着ノズル１０８−２が回転する。吸着ノズル１０８−３，１０８−４も順次同様の動作をする。そして、吸着ノズル１０８−４が姿勢変更をしつつ、部品認識装置２０５によって部品認識が行える高さまで上昇したら、部品認識を行う。次いで、ヘッドユニット１０５が補正装着位置に移動させて、次いで、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を下降させて電子部品を基板に装着する。なお、この場合、吸着ノズル１０８−１と同時に、吸着ノズル１０８−３が同時に下降して、同時に電子部品を吸着して、同時に上昇するようにし、同時に回転するようにしても良い。即ち、隣り合う吸着ノズルが同時に動作しなければ良い。
【００４３】
また、以下のようにしても良い。即ち、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が吸着位置で同時に下降して、電子部品を吸着する。そして、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品を装着位置まで移動可能な高さとなるように、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が同時に上昇する。次いで、部品認識装置２０５によって、部品認識を行い、ヘッドユニット１０５が補正装着位置まで移動する。そして、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が所定の順序で順に下降して、電子部品を装着する。その間、その下降している吸着ノズルに吸着された電子部品が、当該下降している吸着ノズルに隣り合う吸着ノズルに吸着された電子部品の高さに下降したとき、その下降している吸着ノズルが回転することによって、電子部品の姿勢を変更する。
【００４４】
以上の説明において、吸着ノズルの数を４つとしたが、吸着ノズルは４つに限らず２つ以上であれば良い。また、吸着ノズルをすべて一つのヘッドユニット１０５に設けているが、複数のヘッドユニットにそれぞれ吸着ノズルを設けるようにしても良い。この場合、複数のヘッドユニットはそれぞれＸガイド部材１０６にＸ方向に移動自在に設けてるとともに、各ヘッドユニットに吸着ノズルを上下動する上下動機構及び吸着ノズルを左右に回転する回転機構を設ける。その他、各部について、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、吸着部に吸着された電子部品を回転させるに際し、各電子部品が互いにぶつからない。そして、吸着された電子部品を基板に装着する前に、吸着された電子部品を回転させて、吸着された電子部品の姿勢を変更することができる。これにより、吸着部が吸着位置から装着位置に移動し、再び吸着位置に戻る一周期で、複数の電子部品を基板に装着することができ、効率よく電子部品を装着することができる。また、各電子部品が互いにぶつからせずに回転することができるため、部品供給部に近接して電子部品を並べるに際し、電子部品の外形寸法を気にせずに並べることができる。これにより、各電子部品の外形寸法から互いに隣接するノズルに吸着された電子部品がぶつからずに回転可能か否かを判定する必要がなくなる。
【００４７】
また、請求項２記載の発明によれば、吸着部に吸着された電子部品を回転させるに際し、各電子部品が互いにぶつからない。これにより、吸着部が吸着位置から装着位置に移動し、再び吸着位置に戻る一周期で、複数の電子部品を基板に装着することができ、効率よく電子部品を装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電子部品装着装置を示す斜視図である。
【図２】上記電子部品装着装置の構成を示すブロック図である。
【図３】上記電子部品装着装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】上記電子部品装着装置の動作を説明するための図面である。
【図５】上記電子部品装着装置の動作を説明するための図面である。
【図６】上記電子部品装着装置の動作を説明するための図面である。
【図７】上記電子部品装着装置の動作を説明するための図面である。
【符号の説明】
１００ 電子部品装着装置
１０２ 基板搬送装置
１０３ 基板
１０５ ヘッドユニット
１０８−１，１０８−２，１０８−３，１０８−４ 吸着ノズル（吸着部）
１１０ ＸＹ方向駆動機構（水平移動機構）
１４０ 部品供給装置（部品供給部）
２００ 制御装置（制御部）
２０１ Ｘ軸サーボモータ（水平移動機構を構成する。）
２０２ Ｙ軸サーボモータ（水平移動機構を構成する。）
２０３−１，２０３−２，２０３−３，２０３−４ Ｚ軸サーボモータ（上下動機構を構成する。）
２０４−１，２０４−２，２０４−３，２０４−４ θ軸サーボモータ（回転機構を構成する。）
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を電子回路基板等の基板に装着する電子部品装着装置及び電子部品装着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子部品装着装置では、電子部品を吸引した状態で保持する吸着ノズルを有し、当該吸着ノズルにより電子部品をプリント基板上の装着位置に搬送し、電子部品をプリント基板上に装着する。
【０００３】
上記電子部品装着装置は、電子部品を供給する部品供給装置と、上記吸着ノズルを装着するためのヘッドユニットと、上記部品供給装置の吸着位置と上記装着位置との間で上記ヘッドユニットを水平移動させるための移動機構と、上記ヘッドユニットに対して上記吸着ノズルを上下動させる上下動機構と、上記吸着ノズルの軸心を中心にして上記吸着ノズルを上記ヘッドユニットに対して左右に回転させる回転機構と、吸着された電子部品の吸着姿勢や種類等の測定を行う部品認識装置とを備えて構成されている。上記部品供給装置には、上記吸着ノズルの吸着位置に電子部品を一つずつ供給する電子部品フィーダが横一列に並んだ状態で装着されている。
【０００４】
上記電子部品装着装置では、吸着位置に供給された電子部品を上記吸着ノズルによって吸着させる。電子部品を吸着したら、上記吸着ノズルは上記上下動機構によって上昇する。そして、上記回転機構によって上記吸着ノズルを回転させることにより、吸着された電子部品の装着姿勢を決める。次いで、上記部品認識装置によって吸着された電子部品の認識を行う。部品認識の結果に基づいて、上記移動機構により上記ヘッドユニットが吸着位置から装着位置に移動し、上記上下動機構によって上記吸着ノズルを下降させて、電子部品を基板に装着する。
【０００５】
ところで、電子部品の装着効率を向上させるために、上記吸着ノズルが上記ヘッドユニットに複数設けられることがある。この場合、隣り合う電子部品フィーダの吸着位置の間隔と同じ間隔になるように、上記ヘッドユニットに吸着ノズルを複数並べる。このような構成により、各吸着ノズルが吸着位置で下降し、電子部品を吸着することができる。ヘッドユニットに吸着ノズルを複数設けることによって、ヘッドユニットが吸着位置から装着位置に一回移動する際に、複数の電子部品を吸着位置から装着位置に搬送することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような構成の電子部品装着装置では、各吸着ノズルが電子部品を吸着した状態で各吸着ノズルが回転する際に、電子部品の形状によっては、互いに隣り合う吸着ノズルに吸着された電子部品同士がぶつかるようなことがあった。このため、部品認識装置によって電子部品の認識を行えなかったり、電子部品を装着することができないことがあった。これを回避するために、互いに隣接する吸着ノズルが回転する（同時に電子部品を装着する）場合、各電子部品の外形寸法から互いに隣接するノズルに吸着された電子部品がぶつからずに回転可能か否かを判定しなければならなかった。
【０００７】
そして、回転不可能（同時搭載不能）と判定された場合、互いにとなり合う電子部品の一方を部品供給装置から基板へと装着して、再び吸着ノズルが部品供給装置に戻り他方の電子部品を部品供給装置から基板へと装着する。したがって、吸着ノズルを複数設けたにも関わらず、装着効率が向上しないようなことがあった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、複数の吸着ノズルが吸着位置から装着位置に移動し、再び吸着位置に戻る一周期で、複数の電子部品を基板に装着できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、部品供給部（例えば、図１に示す電子部品供給装置１４０）に互いに近接して配置された複数の電子部品を取り出して、該複数の電子部品を基板上に装着可能とするために、互いに近接して配置されるとともにそれぞれ電子部品を吸着する複数の吸着部（例えば、図１に示す吸着ノズル１０８−１〜１０８−４）を備えた電子部品装着装置において、
前記複数の吸着部をそれぞれ上下動させる上下動機構（例えば、図２に示すＺ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４を含む）と、
前記複数の吸着部をそれぞれ少なくとも左右いずれかに回転させる回転機構（例えば、図２に示すθ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４を含む）と、
前記複数の吸着部を前記部品供給部から前記基板上の任意の位置に移動させる水平移動機構（例えば、図１に示すＸＹ方向駆動機構１１０）と、
前記複数の吸着部、前記上下動機構、前記回転機構及び前記水平移動機構の動作を制御する制御部（例えば、図２に示す制御装置２００）とを備え、
前記水平移動機構により前記部品供給部から前記基板上に前記複数の吸着部を移動する前に、
前記複数の吸着部に電子部品を順次吸着させるとともに、前記複数の吸着部を所定の高さに順次上昇させる際に、少なくとも一つの前記上昇する吸着部を、吸着された電子部品が互いに干渉しないように、前記所定高さに至る前の高さの位置で回転させることを特徴としている。
【００１０】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、複数の吸着部を順次上昇させる際に、吸着された電子部品が互いに干渉しないように、所定の高さに至る前の高さで上昇する吸着部を回転させるため、各電子部品を互いにぶつからせずに回転することができる。そして、吸着された電子部品を基板に装着する前に吸着された電子部品を回転させて、吸着された電子部品の姿勢を変更することができる。これにより、吸着部が吸着位置から装着位置に移動し、再び吸着位置に戻る一周期で、複数の電子部品を基板に装着することができ、効率よく電子部品を装着することができる。
【００１１】
また、各電子部品が互いにぶつからせずに回転することができるため、部品供給部に近接して電子部品を並べるに際し、電子部品の外形寸法を気にせずに並べることができる。したがって、各電子部品の外形寸法から互いに隣接するノズルに吸着された電子部品がぶつからずに回転可能か否かを判定する必要がなくなる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子部品装着装置を用いて電子部品を基板に装着する電子部品装着方法であって、
前記複数の吸着部に電子部品を順次吸着させるとともに、前記複数の吸着部を所定の高さに順次上昇させる際に、少なくとも一つの前記上昇する吸着部を、吸着された電子部品が互いに干渉しないように、前記所定高さに至る前の高さの位置で回転させた後、電子部品を装着することを特徴としている。
【００１５】
以上のように、請求項２記載の発明によれば、複数の吸着部を順次上昇させる際に、吸着部された電子部品が互いに干渉しないように、所定の高さに至る前の高さで上昇する吸着部を回転させるため、各電子部品を互いにぶつからせずに回転することができる。これにより、吸着部が吸着位置から装着位置に移動し、再び吸着位置に戻る一周期で、複数の電子部品を基板に装着することができ、効率よく電子部品を装着することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明においてＺ方向とは実質的に鉛直方向を示し、Ｘ−Ｙ方向は実質的に水平な方向を示し、Ｘ方向はＹ方向に垂直である。
【００１７】
図１には、本発明を適用した実施形態の電子部品装着装置１００の斜視図を示す。
図１に示すように、電子部品装着装置１００は、基台１０１と、電子部品を吸着する吸着ノズル（吸着部）１０８−１〜１０８−４と、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を装着するヘッドユニット１０５と、ヘッドユニット１０５をＸ−Ｙ方向の位置決めを行うＸＹ方向駆動機構（水平移動機構）１１０と、電子部品を供給する部品供給装置（部品供給部）１４０と、基板１０３を搬送する基板搬送装置１０２等とから構成されている。
【００１８】
この電子部品装着装置１００は、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が電子部品を吸着することによって部品供給装置１４０から電子部品を取り出し、ヘッドユニット１０５とともに吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を部品供給装置１４０上から基板１０３上に移動して、電子部品を装着するものである。
【００１９】
基台１０１上には基板搬送装置１０２が配置され、基板１０３が基板搬送装置１０２上を搬送され、所定の装着作業位置で停止されるようになっている。基板搬送装置１０２の両側には部品供給装置１４０が配置されている。基台１０１の上方には、ヘッドユニット１０５が装備されている。
【００２０】
ヘッドユニット１０５は、ＸＹ方向駆動機構１１０によってＸ軸方向（基板搬送装置１０２の方向）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。すなわち、ＸＹ方向駆動機構１１０は、Ｘ方向に延在するＸガイド部材１０６と、Ｙ方向に延在するＹガイド部材１０７，１０７と、Ｘ軸サーボモータ２０１（図２に図示）と、Ｙ軸サーボモータ２０２（図２に図示）と、から構成されている。そして、ヘッドユニット１０５はＸガイド部材１０６に移動自在に支持されており、Ｘガイド部材１０６はＹガイド部材１０７，１０７に移動自在に支持されている。Ｘガイド部材１０６は、Ｙ軸サーボモータ２０２によりＹガイド部材１０７に沿ってＹ方向に移動され、ヘッドユニット１０５は、Ｘ軸サーボモータ２０１によりＸガイド部材１０６に沿ってＸ方向に移動される。
【００２１】
部品供給装置１４０は、フィーダバンク１４１と、電子部品フィーダ１４２，１４２，…とから構成されている。フィーダバンク１４１は電子部品フィーダ１４２を位置決めして固定するものである。このフィーダバンク１４１には複数の電子部品フィーダ１４２が横一列に並んだ状態で装着されている。本実施形態において、電子部品フィーダ１４２はテープフィーダであり、各テープフィーダはそれぞれリールから導出されるテープにＩＣやコンデンサなどの電子部品を所定間隔おきに収納、保持する。そして、電子部品フィーダ１４２は、後述する吸着ノズル１０８−１〜１０８−４による電子部品の吸着につれて、電子部品を順次吸着位置に搬送するように構成されている。以上の構成により、部品供給装置１４０は、それぞれの電子部品フィーダ１４２によって吸着位置において複数の電子部品を互いに近接して配置する。
【００２２】
ヘッドユニット１０５には、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４のそれぞれのＺ方向の位置決めを行うＺ方向駆動機構（図示略）と、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４のそれぞれのＺ方向の軸心（θ軸）を中心に回転角度の位置決めを行うθ軸回転機構（図示略）と、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の認識を行う部品認識装置２０５（図２に図示）とが設けられている。
【００２３】
上記Ｚ方向駆動機構は、例えばピニオンラック機構やねじ伝動機構などの昇降機構（図示略）と、Ｚ軸サーボモータ２０３−１（図２に図示）等とを備えている。上記θ軸回転機構は、回転軸（図示略）と、θ軸サーボモータ２０４−１（図２に図示）等とを備えている。そして、上記昇降機構はヘッドユニット１０５に固定的に設けられている。上記回転軸はＺ方向のθ軸としており、この軸を中心として回転自在に上記昇降機構に支持されている。また、上記回転軸に吸着ノズル１０８−１が固定的に支持されている。そして、上記昇降機構にＺ軸サーボモータ２０３−１の駆動出力が連結されており、Ｚ軸サーボモータ２０３−１の駆動出力によって、上記回転軸とともに吸着ノズル１０８−１がヘッドユニット１０５に対してＺ方向に移動することができるようになっている。また、θ軸サーボモータ２０４−１の駆動出力が上記回転軸に連結されており、θ軸サーボモータ２０４−１の駆動出力によって上記回転軸とともに吸着ノズル１０８−１が左右に回転することができるようになっている。以上のように、Ｚ方向駆動機構及びθ軸回転機構がヘッドユニット１０５に複数設けられており、吸着ノズル１０８−２〜１０８−４も吸着ノズル１０８−１と同様に上下動するとともに、回転するようになっている。吸着ノズル１０８−２〜１０８−４を上下動させるためのサーボモータをそれぞれＺ軸サーボモータ２０３−２〜２０４−４とし、吸着ノズル１０８−２〜１０８−４を回転させるためのサーボモータをそれぞれθ軸サーボモータ２０４−２〜２０４−４とする。
【００２４】
吸着ノズル１０８−１〜１０８−４は互いに近接し、順に並んでヘッドユニット１０５に配設されている。隣り合う吸着ノズルの間隔は、隣り合う電子部品フィーダ１４２の吸着位置の間隔とほぼ同じになっており、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が同時に対応する電子部品フィーダ１４２から電子部品を吸着して、取り出すことができるようになっている。
【００２５】
また、部品認識装置２０５は、例えば、レーザ光による検出装置等であり、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４の先端近傍のヘッドユニット１０５に設けられている。さらに、ここでは図を省略しているが、部品認識装置として基台１０１上に固定された例えば、ＣＣＤカメラや人工網膜カメラ等の撮像装置であっても良い。そして、部品認識装置２０５は、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の認識をするものである。
【００２６】
次に、上記のような電子部品装着装置１００が備える制御装置２００について説明する。
図２に示すように、電子部品装着装置１００の制御装置２００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１０と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１２と、ドライバ２１３とを備え、システムバスにより各部が相互にデータ入出力可能に接続されている。
【００２７】
更に、上記システムバスに部品認識装置２０５が接続されており、データの入出力可能となっている。Ｚ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４、θ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４、Ｘ軸サーボモータ２０１、Ｙ軸サーボモータ２０２及び吸着ノズル１０８−１〜１０８−４にはドライバ２１３が接続されている。ドライバ２１３は、各モータを駆動制御するとともに吸着ノズル１０８−１〜１０８−４の吸着動作を制御する。
【００２８】
ＣＰＵ２１０は、ＲＡＭ２１１の所定領域を作業領域としてＲＯＭ２１２に記憶されている制御プログラムに従い、部品認識装置２０５から検出信号を入力したり、各モータや吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を制御するための処理を演算したりする。ＲＯＭ２１３には、部品認識装置２０５、各モータや吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を制御するための制御プログラムが格納されている。ドライバ２１３は、ＣＰＵ２１０で演算された各処理に基づき、各モータや吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を駆動制御する。
【００２９】
詳細に説明すると、ＣＰＵ２１０は制御プログラムに基づき、ドライバ２１３を介してＸ軸サーボモータ２０１及びＹ軸サーボモータ２０２を駆動制御して、ヘッドユニット１０５を吸着位置に移動させるための吸着位置決め処理を行う。更に、ＣＰＵ２１０は制御プログラムに基づき、ドライバ２１３を介してＺ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４や吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を駆動制御して、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を下降させて、電子部品を吸着させるための吸着処理を行う。
【００３０】
また、ＲＯＭ２１２には電子部品の部品データに係る情報が格納されており、この部品データ及び制御プログラムに基づき、ドライバ２１３を介してＺ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４及びθ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４を駆動制御して、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の姿勢を変更するための姿勢変更処理を行う。また、ＣＰＵ２１０は制御プログラムに基づき、吸着された電子部品を部品認識装置２０５によって認識するための認識処理を行う。そして、ＣＰＵ２１０は制御プログラム及び部品認識装置２０５から入力データに基づき装着位置を補正しつつ、Ｘ軸サーボモータ２０１及びＹ軸サーボモータ２０２を駆動制御して、ヘッドユニット１０５を基板１０３上の装着位置に移動させる装着位置決め処理を行う。そして、ＣＰＵ２１０は制御プログラムに基づき、Ｚ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４及び吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を駆動制御して、電子部品を基板に装着する装着処理を行う。以上のＣＰＵ２１０の各種処理に基づき、各モータ、部品認識装置２０５及び吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が制御される。
【００３１】
姿勢変更処理について、詳細に説明する。
電子部品の部品データには、電子部品の厚さ（電子部品の高さ）に係るデータが含まれている。そして、ＣＰＵ２１０は電子部品の厚さに基づき、ドライバ２１３を介してＺ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４及びθ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４を制御する。
【００３２】
即ち、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が電子部品を吸着してから、θ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４が作動して、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が回転する前に、Ｚ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４を作動させて、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４のＺ軸方向の位置をそれぞれ変更する。この際に、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４のうちの一つの吸着ノズルに吸着された電子部品の最下部が、この吸着ノズルに隣合う吸着ノズルに吸着された電子部品の最上部より上方に位置するように、Ｚ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４を制御して、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４の高さを変更する。
【００３３】
本実施形態の電子部品装着装置１００の動作について、図３〜図７を参照して説明する。なお、図３は、本実施形態の電子部品装着装置１００の動作を示すフローチャートである。また、図４〜図７は、吸着ノズル１０８−１，１０８−２及び電子部品の位置関係について、順に段階を追って示すもので、いずれの図面も、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。なお、図４〜図７においては、図面を簡略するため、吸着ノズル１０８−１，１０８−２のみを示す。
【００３４】
先ず、基板搬送装置１０２によって基板１０３が装着作業位置に搬送され、当該装着作業位置に保持される。次いで、Ｘ軸サーボモータ２０１およびＹ軸サーボモータ２０２が作動して、ヘッドユニット１０５をＸ−Ｙ方向に移動させる。これにより、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４のそれぞれが該当する電子部品フィーダ１４２の吸着位置の上方に対向する（ステップＳ１）。次いで、Ｚ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４が作動して、図４に示すように吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が下降して、それぞれの吸着ノズルが一つずつ電子部品をほぼ同時に吸着する（ステップＳ２）。
【００３５】
吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が電子部品を吸着したら、Ｚ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４が逆に作動して、図５に示すように吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が上昇する（ステップＳ３）。ここで、吸着ノズル１０８−１と、吸着ノズル１０８−１に隣り合う吸着ノズル１０８−２との上下の位置関係は以下のようになる。即ち、吸着ノズル１０８−１に吸着された電子部品３０１の厚さをｈ１とすると、吸着ノズル１０８−２は吸着ノズル１０８−１と比較してｈ１以上高く上昇する。このように吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が上昇することによって、吸着ノズル１０８−２に吸着された電子部品３０２の最下部が、吸着ノズル１０８−１に吸着された電子部品３０１の最上部より上方に位置する。吸着ノズル１０８−２と吸着ノズル１０８−３の高さの関係も、吸着ノズル１０８−１と吸着ノズル１０８−２の高さの関係と同様に、いずれか一方の吸着ノズルに吸着された電子部品が他方の吸着ノズルに吸着された電子部品と異なる高さとする。吸着ノズル１０８−３と吸着ノズル１０８−４との高さの関係も同様となる。
【００３６】
以上のように、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が上昇したら、θ軸サーボモータ２０４−１〜２０４−４が作動し、図６に示すように、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４がそれぞれ回転する（ステップＳ４）。これにより、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の姿勢を変更する。
【００３７】
次いで、Ｚ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４が作動して、図７に示すように、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を上下動させて、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の高さを揃える（ステップＳ５）。電子部品の高さを揃えることによって、部品認識装置２０５によって吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の部品認識を行うことができ、かつ、ヘッドユニット１０５が吸着位置から装着位置に移動することができる。そして、部品認識装置２０５によって電子部品の認識を行い（ステップＳ６）、部品認識装置２０５による認識結果に基づいて、電子部品の装着位置の補正演算を行う。次いで、その補正演算に基づき、Ｘ軸サーボモータ２０１及びＹ軸サーボモータ２０２が作動して、ヘッドユニット１０５が補正装着位置に移動する（ステップＳ７）。次いで、Ｚ軸サーボモータ２０３−１〜２０３−４が作動して、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４がそれぞれ下降し、電子部品を基板１０３上に装着する（ステップＳ８）。ステップＳ１からステップＳ８の動作により一周期の装着が終了し、所定の回数だけこの周期を繰り返す（ステップＳ９）。
【００３８】
以上のように、本実施形態によれば、電子部品を基板１０３に装着する前に、ステップＳ４において吸着された電子部品とともに吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を回転させるに際し、ステップＳ３において吸着された各電子部品の高さが互いに干渉しない高さとなっている。したがって、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が回転しても、隣り合う吸着ノズルに吸着された電子部品同士がぶつからなくなる。これにより、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が吸着位置から装着位置に移動し、再び吸着位置に戻る一周期（ステップＳ１→ステップＳ９→ステップＳ１）で、複数の電子部品を吸着位置から装着位置に搬送することができる。そのため、上記一周期で吸着ノズル１０８−１〜１０８−４がほぼ同時に複数の電子部品を基板に装着することができ、効率よく電子部品を装着することができる。
【００３９】
また、隣り合う吸着ノズルに吸着された電子部品がぶつからないようにするために、複数の電子部品フィーダ１４２をフィーダバンク１４１に装着する際に、隣り合う電子部品フィーダの電子部品の外径寸法からその隣り合う電子部品が同時に搭載可能か判定する手間が省ける。即ち、隣り合う電子部品の外径寸法を気にせずに、電子部品フィーダ１４２をフィーダバンク１４１に装着することができる。また、隣り合う吸着ノズルに吸着することが可能な電子部品の外形寸法が、電子部品と隣の吸着ノズルとにぶつかるような外形寸法でなければ、隣り合う吸着ノズルに電子部品をほぼ装着することができる。このため、吸着ノズル毎に吸着できる電子部品の最大外形寸法を事前に決定できる。また、隣り合う電子部品を同時に搭載可能不能と判定されないように隣り合う電子部品の外形寸法の条件を設定する必要がなくなるため、電子部品の吸着、認識及び搭載フェーズを再割り当てする必要がなくなる。
【００４０】
なお、本実施形態では、隣り合う吸着ノズルに吸着された電子部品の高さをそれぞれ干渉しない高さとすることを、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４がそれぞれ電子部品を吸着してから吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が上昇する際に行っていたが、この場合に限らない。即ち、電子部品を吸着した吸着ノズル１０８−１〜１０８−４のいずれか一つが回転する前に、その回転する吸着ノズルに吸着された電子部品に対して、その回転する吸着ノズルと隣り合う吸着ノズルに吸着されるべき電子部品が干渉しない高さとするようにすれば良い。
【００４１】
例えば、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が電子部品を吸着してから、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が上昇する際には、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の高さを揃える。そして、部品認識装置２０５で部品認識をする。次いで、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の高さを図５に示すように異なる高さとし、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が回転するに際し、各電子部品が互いに干渉しない高さとする。次いで、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を回転させて、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された各電子部品の姿勢を変更する。この場合、部品認識装置２０５で部品認識を行う際に、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品の高さを図５に示すようにずらしても良い。そして、姿勢変更終了後、ヘッドユニット１０５を補正装着位置に移動させて、次いで、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を下降させて電子部品を基板１０３に装着する。
【００４２】
また、以下のようにしても良い。即ち、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が電子部品を吸着する際に、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が同時に下降せずに、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が順次下降する。例えば、吸着ノズル１０８−１が下降して、電子部品を吸着したものとする。そして、部品認識装置２０５によって部品認識が行える高さまで吸着ノズル１０８−１が上昇する。吸着ノズル１０８−１が上昇している時に、吸着ノズル１０８−１に吸着された電子部品の最下部が吸着ノズル１０８−２が吸着すべき電子部品の最上部より高くなったら、吸着ノズル１０８−１を回転させる。これにより、吸着ノズル１０８−１に吸着された電子部品の姿勢を変更する。次いで、吸着ノズル１０８−２も吸着ノズル１０８−１と同様に電子部品を吸着し、部品認識が行える高さまで吸着ノズル１０８−２が上昇している時に、吸着ノズル１０８−２に吸着された電子部品の最下部が吸着ノズル１０８−３が吸着すべき電子部品の最上部より高くなったら、吸着ノズル１０８−２が回転する。吸着ノズル１０８−３，１０８−４も順次同様の動作をする。そして、吸着ノズル１０８−４が姿勢変更をしつつ、部品認識装置２０５によって部品認識が行える高さまで上昇したら、部品認識を行う。次いで、ヘッドユニット１０５が補正装着位置に移動させて、次いで、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４を下降させて電子部品を基板に装着する。なお、この場合、吸着ノズル１０８−１と同時に、吸着ノズル１０８−３が同時に下降して、同時に電子部品を吸着して、同時に上昇するようにし、同時に回転するようにしても良い。即ち、隣り合う吸着ノズルが同時に動作しなければ良い。
【００４３】
また、以下のようにしても良い。即ち、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が吸着位置で同時に下降して、電子部品を吸着する。そして、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４に吸着された電子部品を装着位置まで移動可能な高さとなるように、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が同時に上昇する。次いで、部品認識装置２０５によって、部品認識を行い、ヘッドユニット１０５が補正装着位置まで移動する。そして、吸着ノズル１０８−１〜１０８−４が所定の順序で順に下降して、電子部品を装着する。その間、その下降している吸着ノズルに吸着された電子部品が、当該下降している吸着ノズルに隣り合う吸着ノズルに吸着された電子部品の高さに下降したとき、その下降している吸着ノズルが回転することによって、電子部品の姿勢を変更する。
【００４４】
以上の説明において、吸着ノズルの数を４つとしたが、吸着ノズルは４つに限らず２つ以上であれば良い。また、吸着ノズルをすべて一つのヘッドユニット１０５に設けているが、複数のヘッドユニットにそれぞれ吸着ノズルを設けるようにしても良い。この場合、複数のヘッドユニットはそれぞれＸガイド部材１０６にＸ方向に移動自在に設けてるとともに、各ヘッドユニットに吸着ノズルを上下動する上下動機構及び吸着ノズルを左右に回転する回転機構を設ける。その他、各部について、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、吸着部に吸着された電子部品を回転させるに際し、各電子部品が互いにぶつからない。そして、吸着された電子部品を基板に装着する前に、吸着された電子部品を回転させて、吸着された電子部品の姿勢を変更することができる。これにより、吸着部が吸着位置から装着位置に移動し、再び吸着位置に戻る一周期で、複数の電子部品を基板に装着することができ、効率よく電子部品を装着することができる。また、各電子部品が互いにぶつからせずに回転することができるため、部品供給部に近接して電子部品を並べるに際し、電子部品の外形寸法を気にせずに並べることができる。これにより、各電子部品の外形寸法から互いに隣接するノズルに吸着された電子部品がぶつからずに回転可能か否かを判定する必要がなくなる。
【００４７】
また、請求項２記載の発明によれば、吸着部に吸着された電子部品を回転させるに際し、各電子部品が互いにぶつからない。これにより、吸着部が吸着位置から装着位置に移動し、再び吸着位置に戻る一周期で、複数の電子部品を基板に装着することができ、効率よく電子部品を装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電子部品装着装置を示す斜視図である。
【図２】上記電子部品装着装置の構成を示すブロック図である。
【図３】上記電子部品装着装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】上記電子部品装着装置の動作を説明するための図面である。
【図５】上記電子部品装着装置の動作を説明するための図面である。
【図６】上記電子部品装着装置の動作を説明するための図面である。
【図７】上記電子部品装着装置の動作を説明するための図面である。
【符号の説明】
１００ 電子部品装着装置
１０２ 基板搬送装置
１０３ 基板
１０５ ヘッドユニット
１０８−１，１０８−２，１０８−３，１０８−４ 吸着ノズル（吸着部）
１１０ ＸＹ方向駆動機構（水平移動機構）
１４０ 部品供給装置（部品供給部）
２００ 制御装置（制御部）
２０１ Ｘ軸サーボモータ（水平移動機構を構成する。）
２０２ Ｙ軸サーボモータ（水平移動機構を構成する。）
２０３−１，２０３−２，２０３−３，２０３−４ Ｚ軸サーボモータ（上下動機構を構成する。）
２０４−１，２０４−２，２０４−３，２０４−４ θ軸サーボモータ（回転機構を構成する。）
Claims (2)
- 部品供給部に互いに近接して配置された複数の電子部品を取り出して、該複数の電子部品を基板上に装着可能とするために、互いに近接して配置されるとともにそれぞれ電子部品を吸着する複数の吸着部を備えた電子部品装着装置において、
前記複数の吸着部をそれぞれ上下動させる上下動機構と、
前記複数の吸着部をそれぞれ少なくとも左右いずれかに回転させる回転機構と、
前記複数の吸着部を前記部品供給部から前記基板上の任意の位置に移動させる水平移動機構と、
前記複数の吸着部、前記上下動機構、前記回転機構及び前記水平移動機構の動作を制御する制御部とを備え、
前記水平移動機構により前記部品供給部から前記基板上に前記複数の吸着部を移動する前に、
前記複数の吸着部に電子部品を順次吸着させるとともに、前記複数の吸着部を所定の高さに順次上昇させる際に、少なくとも一つの前記上昇する吸着部を、吸着された電子部品が互いに干渉しないように、前記所定高さに至る前の高さの位置で回転させることを特徴とする電子部品装着装置。 - 請求項１記載の電子部品装着装置を用いて電子部品を基板に装着する電子部品装着方法であって、
前記複数の吸着部に電子部品を順次吸着させるとともに、前記複数の吸着部を所定の高さに順次上昇させる際に、少なくとも一つの前記上昇する吸着部を、吸着された電子部品が互いに干渉しないように、前記所定高さに至る前の高さの位置で回転させた後、電子部品を装着することを特徴とする電子部品装着方法。
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