JP4421795B2

JP4421795B2 - 部品装着装置及び方法

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Publication number: JP4421795B2
Application number: JP2001254575A
Authority: JP
Inventors: 浩小方; 哲也森
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: JP2003069289A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば多数の電子部品を回路基板に装着して電子回路基板を生産するような部品装着装置、及び該部品装着装置にて実行される部品装着方法に関し、特に、多品種の電子部品を実装するために複数種のノズルと、該ノズルを格納しておくノズルステーションとを有する部品装着装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生産技術の向上に伴い様々な形状の電子部品を実装させる必要性から、電子部品実装装置は、電子部品を保持するための吸着ノズルを複数種有しており、実装する電子部品に合わせて使用するノズルを切り替えて実装を行うようになってきている。そのため、電子部品実装装置自体の操作性が高度化していくことになるが、稼働率の向上も重要であることから、操作の簡易化も望まれている。又、実装のために電子部品を保持する上記ノズルは、実装する電子部品の形状等に対応して切り替えられ、電子部品を吸着し電子回路基板上に実装しているが、実装工程において、ノズルの切り替えに要する工程の増大は生産性の向上を妨げる。このような状況下において、従来の電子部品実装装置は以下のような装置構成及び実装方法を有して電子回路基板の生産を行っている。
【０００３】
先ず、従来の電子部品実装装置の構成について、図８を参照して説明する。
図８において、１は、電子部品８が実装される回路基板であり、電子部品８を実装するための搬入位置へ基板搬送装置２にて搬入され、部品実装後、次工程へ基板搬送装置２にて搬出される。回路基板１に実装される電子部品８は、部品供給装置３より供給される。供給された電子部品８を保持する部品保持装置６は、電子部品８を吸着保持する着脱自在な複数のノズル５を有し、互いに直交するＸ，Ｙ方向へＸＹ移動機構４により移動可能である。よって、部品供給装置３又は回路基板１上等の任意の場所へＸＹ移動機構４によってノズル５は、位置決めされる。又、部品供給装置３から電子部品８を保持したり、回路基板１上へ電子部品８を実装したりするため、ノズル５を昇降させ、さらにはノズル５の軸周り方向へノズル５を旋回させるノズル駆動機構６１を上記部品保持装置６は備える。又、回路基板１は、上記搬入位置で固定されるが、常に同位置とは限らず若干のずれが存在する。よって電子部品実装動作を行なうに当たりそのずれ量を補正する必要がある。該ずれ量を求めるため、回路基板１上に付与されている基板マークを撮像する基板カメラ１６が上記部品保持装置６に搭載されている。
【０００４】
上述のように、様々な形態の電子部品８を保持することができるように、種々の形態のノズル５が用意されているが、部品保持装置６に搭載可能なノズル数に限度があるため、残りのノズル５を格納するノズルステーション９が設けられている。実装動作では、実装する電子部品８に適応したノズル５を使用する必要があることから、各ノズル５を判別可能とするため、図１０に示すように文字又は数値含む記号にてなる識別マーク５ａが各ノズル５に設けられている。そして、上記基板カメラ１６等の画像認識装置にて識別マーク５ａを撮像しノズル５の種類を判別する。又、ノズルステーション９におけるノズルの有無を判断するため、ノズル５には有無判断マーク５ｂも設けられており、例えば反射型のセンサ等によりノズルステーション９を撮像することで、ノズルステーション９の所定の場所に所望のノズル５があるか否かを判断することができる。
【０００５】
又、上記ノズルステーション９におけるノズル５は以下のような方法にて格納される。図１１に示すように、ノズルステーション９は、ノズル５を格納するための複数のノズルセット孔９ａと、格納したノズル５をノズルステーション９に固定しておくための部材であり平行状態を維持しながらその幅が可変となる２本の可動バー９ｂと、２本の可動バー９ｂを連結し支点９ｃを中心に回転可能であり、該回転により２本の可動バー９ｂ間の幅を変化させる移動用バー９ｄとを有する。移動用バー９ｄの長さは、格納されるノズル５の直径寸法よりもわずかに長い。よって、２本の可動バー９ｂに対して移動用バー９ｄが直交するように配置されたとき、図１１において下段側に示すように、２本の可動バー９ｂの隙間はノズル５の直径よりも大きくなるので、２本の可動バー９ｂは、ノズルステーション９に対するノズル５の着脱を制限しない。一方、２本の可動バー９ｂと移動用バー９ｄとが交差するように配置されたとき、図１１において上段側に示すように、２本の可動バー９ｂの隙間はノズル５の直径よりも小さくなり２本の可動バー９ｂは、ノズルステーション９に対するノズル５の着脱を制限する。
【０００６】
さらに、部品保持装置６のノズル５にて保持されている電子部品８の保持姿勢を認識する認識装置７も設けられている。さらに、認識装置７にて得られた撮像情報、及び上記搬入位置における回路基板１の上述の位置ずれ量とに基づいて、回路基板１上の規定の装着位置に電子部品８が装着可能となるように、電子部品８及び回路基板１の少なくとも一方の位置決めを行なう制御装置１０をも備える。尚、該制御装置１０は、各構成部分の動作制御をも実行する。
【０００７】
上記制御装置１０には、図９に示すように、メイン処理装置１１、演算処理装置１２、データ記憶装置１３を有する。
データ記憶装置１３は、当該部品実装装置３０を用いて電子部品８を回路基板１上に実装するために必要である、例えば実装順序、使用ノズル、装着座標等の情報であるＮＣ情報、等を記憶するための内部メモリであり、当該部品実装装置３０自体を動作させるための基本的な設備情報に加えて、当該部品実装装置３０に備わる上述の各構成部分２，３，４，６におけるそれぞれの部駆動装置及び認識装置７を動作させるために、演算処理装置１２で処理された情報や、認識装置７や上記基板カメラ１６にて撮像した各撮像情報に基づいて得られる、吸着ノズル５における電子部品８の規定保持位置に対するずれ量や、回路基板１の規定位置からのずれ量も記憶する。さらに、当該部品実装装置３０自体を動作させるための基本的な設備情報等も記憶している。
【０００８】
メイン処理装置１１は、上記データ記憶装置１３の上述の記憶情報を元に、必要に応じて、演算処理装置１２を利用して当該部品実装装置３０を正常に動作させるための計算処理を実行するとともに、上記データ記憶装置１３の上記記憶情報と共に上記各部駆動装置を適切に動作させる制御を行い、電子部品８を回路基板１上の所定の実装位置へ実装する。尚、データ記憶装置１３に記憶する実装情報及び設備データは、当該部品実装装置３０に備わり各情報の入力を行う操作盤１４を利用して入力し記憶することもでき、又、外部のパーソナルコンピュータ１５等で予め作成した情報をデータ通信、又はフレキシブルディスク等の記憶媒体を通して記憶させることができる。
【０００９】
上述の構成を有する部品実装装置３０における電子部品の実装方法について以下に説明する。
ステップ（図内では「Ｓ」にて示す）１において、回路基板１は基板搬送装置２にて上記搬入位置に搬入されて固定される。次に、ステップ２では、固定された回路基板１について、電子部品８の装着位置補正のために規定の搬入位置に対するずれ量を求めるための回路基板１の認識動作が実行される。具体的には、回路基板１上に記されたマークでその位置が電子部品８を実装するためのＮＣ情報として定義されているマークの位置に上記基板カメラ１６をＸＹ駆動機構４にて移動させて、上記マークを撮像する。そして、該撮像情報と上記ＮＣ情報におけるマーク位置とのずれ量を求め、データ記憶装置１３の内部メモリに記憶しておく。
【００１０】
次に、ステップ３、ステップ４にて、部品供給装置３より供給される電子部品８について、ノズル５でノズル上下機構６１の昇降動作により吸着可能個数分の吸着動作を行い、ステップ５では、ノズル５に保持されている電子部品８をＸＹ駆動機構４により認識装置７上に移動して、電子部品８の保持姿勢を撮像し、該撮像情報に基づいてノズル５の規定保持位置からの電子部品８の保持ずれ量を求める。そして、該保持ずれ量と、上述の回路基板１の搬入位置ずれ量とを合わせて補正量を求め、電子部品８を電子回路基板１上の規定の装着位置へ電子部品８が装着されるように、上記補正量を考慮してＸＹ駆動機構４を動作させ、上記規定の装着位置へ電子部品８を装着する。
上述のステップ３〜ステップ５を繰り返すことにより、回路基板１上に全ての電子部品８を実装した後に、ステップ６にて、回路基板１を次工程の生産設備に搬出する。
【００１１】
ところが、上記ステップ４にて電子部品８を保持するためには、保持する電子部品８に適合したノズル５を使用する必要がある。そのため、ステップ３では、保持しようとする電子部品８に適合したノズル５を選択するため、ノズルステーション９に格納されているノズル５と、部品保持装置６に現在取り付けられているノズル５との交換が行なわれる。勿論、交換の必要がないときには、ステップ３は省略される。以下にステップ３の具体的な動作を説明する。
先ず、電子部品８を電子回路基板１上に実装するための情報の一部であり、データ記憶装置１３に記憶されているＮＣ情報から、吸着しようとする電子部品８を保持可能なノズル５の種別を読み出し、当該ノズル５が部品保持装置６のノズル上下機構６１に既に装填されているか否かを判定する。装填されていない場合には、ノズルステーション９から該当するノズル５との交換を行なう。
【００１２】
該交換動作において、ノズルステーション９に格納されているノズル５の種別を判別するために、各ノズル５に付されている上記識別マーク５ａの認識を行ない、必要なノズル５がノズルステーション９に存在しないときには、作業者に警告を促し、生産を中止するようになっている。一方、該当するノズル５が存在するときには、ノズル上下機構６１を用いて現在取り付けられているノズル５をノズルステーション９の所定のノズルセット孔９ａに格納し、該当のノズル５を取り付けて交換を行なう。尚、ノズル５の種別まで判定せずに、ノズル５の有無のみを判定する簡易的な電子部品実装装置も存在する。
【００１３】
尚、従来の部品実装装置では、ノズル５の種別判定は、生産開始時又は生産中のノズル交換前にしか行っておらず、部品実装装置自体、ノズル５、ノズルステーション９等のメンテナンス作業や、生産する回路基板１によって使用するノズル５を変更する場合等によるノズル５の交換を作業者が手動で行った場合には、ノズルステーション９に格納するノズル５の状態、つまり格納されているノズル５の種類と、ノズルセット孔９ａとの関係を部品実装装置３０のデータ記憶装置１３に記憶させておくため必要があるため、データ記憶装置１３の情報の設定、変更を行う必要がある。
又、図１１に示すように、従来の部品実装装置３０におけるノズルステーション９は、基本的に外形が統一されたノズル５を１パターンの決められた個数しか搭載できない構造となっている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、回路基板１上に実装する電子部品８の形状が多様化してきたことから、部品実装装置３０においても、複数種の形状のノズル５を用意して、実装する電子部品８に合わせて使用するノズル５を生産中に交換して実装を行うようにしている。しかしながら、生産に使用するノズル５を部品実装装置３０のノズルステーション９の各ノズルセット孔９ａへの格納動作は作業者が行ない、さらに、ノズル５の種類と、ノズルセット孔９ａの位置との関係を部品実装装置３０に情報として記憶させる作業も作業者が行なっている。よって、作業者が例えば上述の記憶作業を誤った場合には、生産中におけるノズル５の種別判定によりミスの情報がエラーとして警告され、作業者は、ノズル５の交換を手動で行う。
【００１５】
上述のように近年ノズル５の種類が多くなりノズル交換の頻度も増しており、ノズルステーション９へのノズル５のセット動作及びその情報記憶作業は、重要度が増してきている。それにも関わらず、これらの作業は作業者に任せられていることから、作業時間の増大を生じさせている。
【００１６】
又、ノズルステーション９へのノズル５のセットミスを抑制するために、作業者がノズル５の種別を容易に判定可能なように、文字や数値等を組み合わせた識別マークをノズル５に付したものもあるが、撮像カメラによる認識、判定動作は、単純なマークの場合に比べて長時間を要してしまう。よって、生産性を悪化させる要因となってしまう。更に、上述のようにノズル５の種類と、ノズルセット孔９ａの位置との関係情報を作成するのにも時間がかかるため、作業性を悪化させてしまうことになる。
【００１７】
さらに、ノズル交換のためのＸＹ移動機構４の動作が少なくなるように、ノズルステーション９は、通常、部品実装装置３０の中央付近に固定させていることから、作業者がノズルステーション９に対してノズル５の着脱作業を行なうのは容易ではなく、その作業には手間がかかっている。又、ノズルステーション９にノズル５が正しい状態でセットされたか否かを判定は、実際に回路基板１を生産して初めてその良否が判断可能となるため、生産開始後にノズル５のセットミスが判る場合もある。このように作業者に対する負荷が増大する可能性もある。
【００１８】
さらに又、従来のノズルステーション９の内、使用しないノズルを格納しておくノズルステーションは、部品実装装置に固定されており、全ての上記ノズルセット孔９ａの大きさは等しく、その個数や配置位置も固定の一つのパターンに限定されている。このため、ノズルの外形寸法、形状は、ノズルステーションの上記ノズルセット孔９ａに合わせた一種類しか使用することができない。よって、電子部品８の形状に合わせてノズル５を作製する場合、該ノズルの外形寸法が限定されてしまい、特殊なノズルを作成することが困難になりコストも高くなってしまう。
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたもので、多様化してきた電子部品を実装するためのノズル種類の多様化に対応して従来に比して生産性を向上可能な部品装着装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１態様の部品装着装置は、部品を保持する部品保持部材であって当該部品保持部材の種類を識別するための識別マークが付されかつ着脱自在である部品保持部材を有し、該部品保持部材にて上記部品を保持して該部品を回路形成体へ装着する部品保持装置と、
上記識別マークを撮像する撮像装置と、
上記部品保持装置に取り付けられたときには上記部品保持部材となり上記部品保持装置から取り外されたときには交換用の部材となりかつ上記識別マークを有する交換用保持部材を保持する交換用保持部材装填部と、
上記交換用保持部材装填部に存在し上記撮像装置にて撮像された上記交換用保持部材の上記識別マークに基づいて、上記部品保持装置に対して、該部品保持装置に取り付けられている上記部品保持部材と上記交換用保持部材装填部に装填されている上記交換用保持部材との交換を行なわせる制御装置と、
を備え、
上記交換用保持部材装填部は、さらに、当該部品装着装置に対して着脱自在でありかつ当該交換用保持部材装填部の識別を行なうためのマークであって上記撮像装置にて撮像される装填部用マークを有し、上記制御装置は、当該部品装着装置内における上記交換用保持部材装填部の設置位置と、上記装填部用マークとの関係を示す装填部位置情報を記憶する、
ことを特徴とする。
【００２０】
又、上記識別マークは、上記回路形成体の位置を求めるため当該回路形成体に付される回路形成体マークと同一形状とすることができる。
【００２２】
又、上記交換用保持部材装填部を複数備え、上記制御装置は、上記装填部用マーク及び上記識別マークに基づいて上記複数の交換用保持部材装填部の間で上記部品保持部材及び上記交換用保持部材の配置替えを行なうことができる。
【００２３】
又、複数の上記交換用保持部材装填部の内、一部は当該部品装着装置に固定され、他の一部は当該部品装着装置に対して着脱自在であり、上記制御装置により上記複数の交換用保持部材装填部の間で上記部品保持部材の配置替えを行なうことができる。
【００２４】
又、上記交換用保持部材装填部を複数備え、上記装填部用マークを数値にて表すとき、それぞれの上記交換用保持部材装填部には連番を付すこともできる。
【００２５】
本発明の第２態様の部品装着方法は、部品を保持する部品保持部材、及び該部品保持部材と交換して取り付けられる交換用保持部材に付され、上記部品保持部材及び交換用保持部材の種類を識別するための識別マークを認識し、
部品装着装置に対して着脱自在であり、かつ上記交換用保持部材を保持する交換用保持部材装填部に備わる装填部用マークを認識して、
上記識別マーク及び上記装填部用マークの認識結果に基づいて、上記交換用保持部材装填部に装填されている上記交換用保持部材の配列を部品保持装置にて並べ替えを行なう、
ことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態における部品装着装置、及び該部品装着装置にて実行される部品装着方法について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において同じ構成部部分については同じ符号を付している。又、この明細書で回路形成体とは、樹脂基板、紙−フェノール基板、セラミック基板、ガラス・エポキシ（ガラエポ）基板、フィルム基板等の回路基板、単層基板若しくは多層基板などの回路基板、部品、筐体、又は、フレーム等、回路が形成されている対象物を意味する。本実施形態では、上記回路基板を例に採っている。又、部品の一例として、本実施形態では電子部品を例に採る。
【００２７】
先ず、図１、図２を参照して上記電子部品装着装置１００の構成について説明する。電子部品装着装置１００の主要構成部分としては、回路基板１の搬送を行なう基板搬送装置１０２と、回路基板１に実装する電子部品８の供給を行なう部品供給装置１０３と、部品供給装置１０３から電子部品８を保持して回路基板１上へ装着する部品保持装置１０６と、上記部品保持装置１０６を互いに直交するＸ，Ｙ方向へ移動させる部品移動装置１０４と、部品保持装置１０６に保持されている電子部品８における保持姿勢を撮像して認識する認識装置１０７と、制御装置１０９と、操作盤１１０と、交換用保持部材装填部１１８とを有し、特に重要な構成部分は、制御装置１０９、交換用保持部材装填部１１８である。
【００２８】
該電子部品装着装置１００では、上記部品供給装置１０３として、電子部品８を収納したテープをリールに巻回し該リールからテープの繰り出しにより部品供給を行なう、いわゆるリールタイプの部品供給装置１０３−１と、電子部品８を縦横に配列したトレイにて部品供給を行なう部品供給装置１０３−２とを有する。
上記部品保持装置１０６は、本実施形態では吸着動作により電子部品８を保持する部品保持部材１０６２と、ノズル移動装置１０６１とを有する。本実施形態では上記部品保持部材１０６２は、吸着ノズルの形態である。上記ノズル移動装置１０６１は、該部品保持部材１０６２にて保持している電子部品８の厚み方向に相当するＺ方向に上記部品保持部材１０６２を移動させ、さらにここではノズルの形態にてなる部品保持部材１０６２の周方向へ部品保持部材１０６２を回転させる。本実施形態では、部品保持装置１０６は、種々の形態による電子部品８を保持可能なように、図１に示すように形態の異なる３本の部品保持部材１０６２を有するが、該構成に限定されるものではなく、１若しくは２本又は４本以上を有することもできる。又、部品保持部材１０６２は、上記部品保持装置１０６、詳しくは上記ノズル移動装置１０６１に対して、作業者の手を介することなく、ノズル移動装置１０６１によって着脱自在である。
【００２９】
上記部品保持部材１０６２には、上記ノズル移動装置１０６１にて保持される部分、つまり当該部品保持部材１０６２の軸方向において電子部品８を吸着する一端部分とは反対側に位置する他端部分に、図３に示すように、当該部品保持部材１０６２の種類を識別するための識別マーク１３０が設けられている。又、本実施形態では、識別マーク１３０は、回路基板１上に付与されている回路形成体マークと同一の形状としている。又、詳細後述の制御装置１０９に格納されており、電子部品８を回路基板１上に装着するための装着順序、使用ノズル、装着座標等を有する、ＮＣ情報は、回路形成体マークの形状と、部品保持部材１０６２の種類との関係が指定可能なように構成されている。
又、図３に示す識別マーク１３０は、四角形状のものを示しているが、回路基板１上に付与される上記回路形成体マークと同様に、例えば丸形や菱形等でもよく、又、その大きさも自由に設定することが可能である。
【００３０】
上述のように、識別マーク１３０について、上記回路形成体マークと同一のものを使用することで、部品保持部材１０６２の種別を判定させるために必要である、識別マーク１３０の情報を当該部品装着装置１００の制御装置１０９に入力する作業者の作業について、既に制御装置１０９に記憶させている回路形成体マークの情報を活用することができることから、簡易化することが可能となる。
【００３１】
上記部品移動装置１０４は、Ｘ方向に沿って延在し上記部品保持装置１０６をＸ方向に可動に支持するＸ−移動装置１０４１と、Ｘ方向に直交するＹ方向に沿い、かつ上記Ｘ−移動装置１０４１の両端部分を支持するように互いに平行に延在し、かつＸ−移動装置１０４１を上記Ｙ方向に移動させるＹ−移動装置１０４２とを有する。又、部品移動装置１０４には、上記基板搬送装置１０２にて搬入され所定の搬入位置に固定された回路基板１の搬入姿勢つまり規定位置に対するずれや傾きを補正するため、回路基板１上に付されている回路形成体マークを撮像するカメラを有する撮像装置１１６が設けられている。尚、本実施形態では、図１に示すように部品移動装置１０４に搭載されている部品保持装置１０６に撮像装置１１６を設ける形態を採っている。
【００３２】
上記認識装置１０７は、上記部品保持部材１０６２に保持された電子部品８を撮像可能な撮像カメラを有し、該撮像カメラにて得た撮像情報は、上記制御装置１０９へ供給され認識される。制御装置１０９では、上記撮像情報を画像処理することで、部品保持部材１０６２における規定の部品保持位置に対する電子部品８のずれ、及び上記周方向における傾きを求める。このように当該認識装置１０７は、上記撮像カメラ、及び制御装置１０９にて構成される。
【００３３】
上記交換用保持部材装填部１１８は、当該部品装着装置１００のフレーム材に対して着脱自在な構造を有する。即ち、図４に示すように、交換用保持部材装填部１１８は、保持用部材１１８１と、交換用部材係止機構１１８２とを有する。上記保持用部材１１８１は、本実施形態では図示するように板材より構成され、上記フレーム材１４０の例えば４角に形成されている係合用凹部１４１に対応して設けられ係合可能な突起部１１８３、及び交換用保持部材１２０を装填可能な保持部材装填部１１８４を形成した装填部プレート１１８９が形成されている。上記突起部１１８３を上記係合用凹部１４１に嵌合することで、保持用部材１１８１つまり交換用保持部材装填部１１８を上記フレーム材１４０に固定可能であり、逆に、係合用凹部１４１と突起部１１８３との係合を解除することで、交換用保持部材装填部１１８を上記フレーム材１４０から取り外すことができる。
又、保持用部材１１８１に対して装填部プレート１１８９も着脱可能な構造としているので、保持用部材１１８１ごと交換するのではなく、保持用部材１１８１に対して装填部プレート１１８９のみを交換するようにしてもよい。尚、この場合、後述する装填部用マーク１３１は、各装填部プレート１１８９に付すことになる。尚、保持用部材１１８１ごと交換する場合では、装填部用マーク１３１は、保持用部材１１８１に付すことになる。
このように交換用保持部材装填部１１８をフレーム材１４０に対して着脱自在に構成することで、当該部品装着装置１００内において作業者による作業が容易となる場所に上記フレーム材１４０を設けておくことで、交換用保持部材装填部１１８を設置することができ、人手による作業の作業性の向上を図ることができる。
【００３４】
又、上記保持部材装填部１１８４は、本実施形態では図示するように、保持用部材１１８１を貫通する円形の開口にてなり、一列に５つ設けられ、２列に形成されている。尚、本実施形態では、一列分の５つの保持部材装填部１１８４が一つの上記装填部プレート１１８９に形成されており、それぞれの装填部プレート１１８９は、保持用部材１１８１に着脱可能に構成されている。又、保持部材装填部１１８４は、本実施形態の形態に限定されるものではなく、交換用保持部材１２０の保持が可能な任意の形状、数にて形成可能である。又、本実施形態では、上述のように２列にて保持部材装填部１１８４を配列しているが、一列若しくは３列以上にて配列してもよい。
又、上記交換用保持部材１２０は、上記部品保持装置１０６に取り付けられたときには、上述の部品保持部材１０６２となり上記部品保持装置１０６から取り外されたときには交換用の部材となる。又、該交換用保持部材１２０にも上述の識別マーク１３０が付されている。
【００３５】
上記交換用部材係止機構１１８２は、可動バー１１８５、支持バー１１８６、駆動部１１８７を有し、保持部材装填部１１８４の各配列に対応して２組設けられている。上記可動バー１１８５は、上記保持部材装填部１１８４の配列方向に沿って延在するように配置され、その両端部分を一対の支持バー１１８６にて支持されている。該支持バー１１８６は、上記保持用部材１１８１上に取り付けられるとともに上記駆動部１１８７が接続され、保持部材装填部１１８４の上記配列方向に直交する可動方向１１８８に沿って、取出禁止位置と取出可能位置との間で可動バー１１８５を移動可能に支持する。上記取出禁止位置は、保持部材装填部１１８４に装填された交換用保持部材１２０の上方に対応した位置であって可動バー１１８５にて上記交換用保持部材１２０を覆うことで、該交換用保持部材１２０の取り出しを禁止する位置である。上記取出可能位置は、保持部材装填部１１８４に装填された交換用保持部材１２０から外れた位置に対応し、該交換用保持部材１２０の取り出しが可能となる位置である。又、上記駆動部１１８７は、制御装置１０９にて動作制御され、支持バー１１８６に支持されながら可動バー１１８５を上記取出禁止位置と上記取出可能位置との間で移動させる。
【００３６】
さらに交換用保持部材装填部１１８では、図４に示すように、保持用部材１１８１又は装填部プレート１１８９に、保持部材装填部１１８４のそれぞれの形状及びその個数の少なくとも一方を表す装填部用マーク１３１が記されている。該装填部用マーク１３１は、さらにそれぞれの保持部材装填部１１８４の配置場所情報をも含むようにしてもよい。尚、以下の説明では、装填部用マーク１３１は、保持部材装填部１１８４のそれぞれの形状及びその個数を表すものとする。該装填部用マーク１３１は、部品保持部材１０６２及び交換用保持部材１２０に記されている識別マーク１３０に類似し、丸や四角等の幾何学的形状にてなる。
制御装置１０９には、上記装填部用マーク１３１と、当該部品装着装置１００内における交換用保持部材装填部１１８の設置位置並びに保持部材装填部１１８４の上記形状及び個数と、の関係を示す情報が記憶される。よって、上記撮像装置１１６にて装填部用マーク１３１を撮像することで、制御装置１０９は、交換用保持部材装填部１１８の設置位置、並びに当該交換用保持部材装填部１１８が有するそれぞれの保持部材装填部１１８４の形状及び個数を認識することができる。
上記装填部用マーク１３１に基づいて交換用保持部材装填部１１８の種類を判定する方法として、以下のものが考えられる。
【００３７】
図４に示すように複数個の装填部用マーク１３１を付し、上記撮像装置１１６を用いて順に上記装填部用マーク１３１を撮像して各装填部用マーク１３１の有無を判定する。そして、各装填部用マーク１３１の状態、つまりその形状や色等により、各保持部材装填部１１８４の形状や個数を設定しておくことにより、装填部用マーク１３１の有無により交換用保持部材装填部１１８の種類を判定する。
尚、装填部用マーク１３１の認識は、撮像装置１１６のような撮像を要するものではなく、反射型のセンサ等であってもよく、上記装填部用マーク１３１にて反射する光量に基づいて装填部用マーク１３１の有無を判定するように構成することも可能である。
【００３８】
又、交換用保持部材装填部１１８の種類を作業者が容易に判断可能なように、従来のように、文字或いは数値の集合体を装填部用マーク１３１として付しカメラを用いてこれらを認識することで直接に交換用保持部材装填部１１８の種類を識別することも可能である。又、それぞれの保持部材装填部１１８４に対応して上記装填部用マーク１３１を付してもよく、この場合、装填部用マーク１３１を上記数値にて表しかつ連番とすることもできる。
又、本実施形態では、図１に示すように交換用保持部材装填部１１８を一箇所にのみ設けた場合を例に採っているが、これに限定されず、複数箇所に交換用保持部材装填部１１８を設置することもできる。例えば、図７に示すように、作業者による交換用保持部材１２０の着脱が容易になるように、当該部品装着装置１００の中央部分を除いた周縁部分に、少なくとも一つの交換用保持部材装填部１１８を設置することもできる。
【００３９】
次に、上記制御装置１０９は、コンピュータとして機能し図２に示すように、格納装置の機能を果たす一例であるデータ記憶装置１０９１と、演算処理装置１０９２と、主処理装置１０９３と、例えばＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク等の記憶媒体１１１におけるデータの読み込みを行なう読取装置１０９４とを備え、上述の、基板搬送装置１０２、部品供給装置１０３、部品移動装置１０４、部品保持装置１０６、認識装置１０７、撮像装置１１６、交換用保持部材装填部１１８の動作制御を行う。尚、上記データ記憶装置１０９１、演算処理装置１０９２、主処理装置１０９３、及び読取装置１０９４は、互いに電気的に接続されている。
【００４０】
上記データ記憶装置１０９１には、当該部品装着装置１００にて電子部品８を回路基板１上に装着するための情報、例えば部品装着順序や、複数のノズル１０６２において使用するノズルの情報、回路基板１上へ電子部品８を装着するための装着位置座標等の情報であるいわゆるＮＣ情報、及び当該電子部品装着装置１００自体を動作させるための基本的な設備情報等が格納されている。尚、データ記憶装置１０９１に格納する上述の各情報は、予めデータ記憶装置１０９１に記憶しておいてもよいが、当該部品装着装置１００の上記操作盤１１０を利用して作成、供給したり、又は、外部のパーソナルコンピュータ１１２等で上記情報を予め作成し、上記読込装置１０９４を通して上記記録媒体１１１やデータ通信により供給することができる。
【００４１】
又、データ記憶装置１０９１には、さらに、上記基板カメラの撮像情報から得られる回路基板１の搬入位置ずれに関する情報、及び上記認識装置１０７から得られる電子部品８の上記保持ずれ量の情報が記憶される。
【００４２】
さらに、本実施形態では、データ記憶装置１０９１には、上述の部品保持部材１０６２及び交換用保持部材１２０の種類と、これらの部品保持部材１０６２及び交換用保持部材１２０に付されている上記識別マーク１３０との関係を示す情報、並びに、上記交換用保持部材装填部１１８の設置位置、上記保持部材装填部１１８４の形状、及び個数と、上記装填部用マーク１３１との関係を示す情報を記憶する。
【００４３】
上記主処理装置１０９３は、上記データ記憶装置１０９１からの情報を元に、必要に応じて、上記演算処理装置１０９２を利用して当該部品装着装置１００を正常に動作させるための計算処理を行わせながら、上記データ記憶装置１０９１の情報と共に、上述の各構成部分の駆動装置を適切に動作させることにより、電子部品８を回路基板１上の所定の装着位置へ装着させる。
【００４４】
よって、後述の動作説明で述べるように、制御装置１０９は、撮像装置１１６による撮像情報に基づいて、交換用保持部材装填部１１８の設置場所、該交換用保持部材装填部１１８の種別、かつ当該交換用保持部材装填部１１８に備わる交換用保持部材１２０の種類の各情報を求める。そして、部品保持装置１０６に取り付けられている部品保持部材１０６２の交換が必要なときには、求まった上記情報に基づいて、制御装置１０９は、部品保持装置１０６を所定の交換用保持部材１２０上に移動させて部品保持部材１０６２と交換用保持部材１２０との交換を自動的に実行する。又、該交換作業は、任意のタイミングにて行うことができる。又、複数の交換用保持部材装填部１１８を有するときには、これらの交換用保持部材装填部１１８間で、部品保持装置１０６を用いて交換用保持部材１２０の交換を自動的に、又、任意のタイミングで行なうこともできる。この場合、複数の交換用保持部材装填部１１８の内、一部の交換用保持部材装填部１１８は、上記フレーム材１４０に対して固定したままの状態としてもよい。
【００４５】
以上のように構成される部品装着装置１００にて実行される部品装着方法について、以下に説明する。尚、当該部品装着装置１００においても、図１２を参照して説明した装着動作と同様の動作が図５に示すように実行される。図５において、ステップ１０１は、図１２に示すステップ１に対応し、以下同様にステップ１０２はステップ２に対応し、ステップ１０４はステップ４に対応し、ステップ１０５はステップ５に対応し、ステップ１０６はステップ６に対応する。よって、ステップ１０３を除いたステップ１０１、１０２、１０４〜１０６の各動作について、ここでの説明は省略し、以下には、ステップ１０３について、詳しく説明する。尚、これらの各ステップの動作は、制御装置１０９により制御されて実行される。
【００４６】
回路基板１上に装着していく電子部品８毎に使用する部品保持部材１０６２が異なる場合がある。よって、ステップ１０３では、交換用保持部材装填部１１８に装填されている交換用保持部材１２０の中から所望の交換用保持部材１２０と、現在、部品保持装置１０６に取り付けられている部品保持部材１０６２との交換動作が自動的に実行される。尚、上記所望の交換用保持部材１２０とは、上記ＮＣ情報に基づいて制御装置１０９は、次に装着すべき電子部品８を知っていることから、該電子部品８を保持可能な部品保持部材１０６２又は交換用保持部材１２０が上記所望の交換用保持部材１２０に相当する。
【００４７】
ステップ１０３は、図６に示すようにステップ１０３１〜１０３５を有している。
まず、ステップ１０３１では、部品保持装置１０６に現在取り付けられている部品保持部材１０６２の種別について、上記データ記憶装置１０９１より読み出し確認する。
次のステップ１０３２では、交換用保持部材装填部１１８の種別の識別、及び該交換用保持部材装填部１１８に装填されている交換用保持部材１２０の種別の識別が行なわれる。即ち、上述のようにフレーム材１４０に対して交換用保持部材装填部１１８は着脱自在であるので、まず、当該部品装着装置１００に、現在取り付けられている交換用保持部材装填部１１８の正否を判断する必要がある。よって、制御装置１０９内のデータ記憶装置１０９１に与えられているフレーム材１４０の位置情報に基づいて、如何なる交換用保持部材装填部１１８がフレーム材１４０に取り付けられているのかを判定する。つまり、現状の交換用保持部材装填部１１８の種別を判定するために、上記部品移動装置１０４を動作させて上記撮像装置１１６を交換用保持部材装填部１１８に付されている装填部用マーク１３１上に移動させて、各装填部用マーク１３１を撮像する。撮像結果から得られる交換用保持部材装填部１１８の識別結果と、予め記憶されている交換用保持部材装填部１１８に関する情報とを比較することにより、現在の交換用保持部材装填部１１８の正否を判定する。
【００４８】
上記判定の結果、正しい交換用保持部材装填部１１８が上記フレーム１４０に取り付けられており、かつ部品保持装置１０６に取り付けられている部品保持部材１０６２の交換が必要であるときには、次のステップ１０３３にて、部品保持部材１０６２と交換用保持部材１２０との交換が自動的に実行される。即ち、上記部品移動装置１０４を動作させて部品保持装置１０６を交換用保持部材装填部１１８上に配置した後、ノズル移動装置１０６１を動作させ、まず、交換用保持部材装填部１１８の規定の保持部材装填部１１８４に部品保持部材１０６２を格納する。次に、交換用保持部材１２０の種別を判定するために上記撮像装置１１６を各交換用保持部材１２０に付されている識別マーク１３０上に移動させて撮像する。そして、所望の交換用保持部材１２０をノズル移動装置１０６１にて保持する。尚、この時点で該交換用保持部材１２０は、部品保持部材１０６２として機能することになる。そして上記ステップ１０４へ移行する。
【００４９】
一方、上記判定の結果、フレーム１４０に搭載されている交換用保持部材装填部１１８が正しくない場合には、ステップ１０３４へ進み、生産を続行するか否かが判断される。生産中止すると判断したときには、ステップ１０３６へ進み、作業者に警告を促して生産を中止する。一方、上記ステップ１０３４にて生産続行と判断するときには、ステップ１０３５へ進み、データ記憶装置１０９１に記憶している交換用保持部材装填部１１８の旧装填部情報を、現在実際に搭載されている交換用保持部材装填部１１８の新装填部情報に自動的に変更する。そして、上述のステップ１０３３と同様に、部品保持部材１０６２と交換用保持部材１２０との交換が自動的に実行される。そして次のステップ１０４へ進む。
【００５０】
上述のステップ１０３２における交換用保持部材装填部１１８の種別判定動作は、回路基板１の生産中における保持部材の交換前ではなく、回路基板１が基板搬送装置１０２により搬入される前に、１回行っておくことで、新装填部情報を上記データ記憶装置１０９１に記憶させてもよい。該動作により、生産中における交換用保持部材装填部１１８の種別判定動作を省略することができ、より生産性を向上させることができる。
【００５１】
又、交換用保持部材装填部１１８に装填されている交換用保持部材１２０の種別を判定する前に、上述したステップ１０３を実行して、当該部品装着装置１００に現在取り付けられている交換用保持部材装填部１１８の認識、及び該認識に基づいて該交換用保持部材装填部１１８の正否の判断を行う。該動作を行うことにより、的確な交換用保持部材装填部１１８が装着されていることを当該部品装着装置１００に記憶させるので、該交換用保持部材装填部１１８に装填されている交換用保持部材１２０の種類及びその装填位置を部品装着装置１００は確認しており、交換用保持部材１２０の交換作業が可能となる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態の部品装着装置１００によれば、撮像装置１１６によって、交換用保持部材装填部１１８に付された装填部用マーク１３１、及び交換用保持部材装填部１１８に装填されている交換用保持部材１２０に付されている識別マーク１３０を撮像することから、どの種類の交換用保持部材装填部１１８にどの種類の交換用保持部材１２０が装填されているかを自動的に確認することができる。よって、交換用保持部材装填部１１８に装填されている交換用保持部材１２０の配列が、例えば人為的要因等により間違えている場合であっても、その間違いを作業者に通知するだけではなく、部品保持装置１０６が自動的に正しい状態に保持部材１２０、１０６２の配置交換を行なう。又、該配置交換動作を任意のタイミングで行うことができる。よって、作業者の作業負担を軽減することができる。
【００５３】
又、設置場所を変更可能な交換用保持部材装填部１１８を設けたことから、作業者が作業し易い場所に交換用保持部材装填部１１８を設置することができる。よって、作業者の作業負担を軽減することができる。
又、設置場所を変更可能な交換用保持部材装填部１１８を設けることで、交換用保持部材の交換作業を交換用保持部材装填部１１８単位で行なうことができ、交換用保持部材１２０の交換作業を容易に行うことができる。又、部品保持装置１０６にて使用しない交換用保持部材１２０について、不使用ノズルのみを集めた交換用保持部材装填部に装填することで、ノズルの保管等の管理が容易になる。
【００５４】
又、上述のように設置場所を変更可能な交換用保持部材装填部に、当該交換用保持部材装填部１１８の識別を行なうための装填部用マーク１３１を付し、撮像装置１１６にて撮像して制御装置１０９にて認識するようにしたことで、まず、該交換用保持部材装填部に装填される交換用保持部材の種類、個数等の情報を上記装填部用マーク１３１を読み取ることで判断することが可能となる。
又、このように交換用保持部材装填部に装填される交換用保持部材の種類、個数等の情報が得られることから、当該部品装着装置１００のメンテナンス作業や、部品保持部材１０６２を変更するために、交換用保持部材装填部１１８に対する交換用保持部材１２０の取り外し動作及び装填動作を作業者が直接行うことなく、部品装着装置１００に行わせることが可能となる。又、上述の識別マークの認識動作とあいまって、規定の交換用保持部材装填部１１８に正しい交換用保持部材１２０を装填することができ、交換用保持部材１２０の装填ミスを防止でき、さらに作業者の作業負担を軽減することができる。
【００５５】
又、部品保持部材１０６２及び交換用保持部材１２０の形態に適合するような交換用保持部材装填部１１８を設けることで、いずれの形態の部品保持部材１０６２及び交換用保持部材１２０でも使用することが可能となる。よって、装着する電子部品８の形状に関わらず回路基板１上に装着することができ、電子部品８の対応力を向上することができる。尚、作業者への新たな作業負担は、交換用保持部材装填部１１８の交換であるが、上述のように交換用保持部材装填部１１８には装填部用マーク１３１を付しているので、当該部品装着装置１００自体が作業ミスを判定することができ、上記作業負担の影響は非常に少ない。
【００５６】
又、複数の交換用保持部材装填部１１８を設けたとき、そのそれぞれには上記装填部用マーク１３１が付されているが、この場合、各装填部用マーク１３１を数値で表しかつ交換用保持部材装填部１１８の種類別にそれぞれ連番を付すこともできる。このような構成を採ることで、各交換用保持部材装填部１１８がどのようなパターンで交換用保持部材１２０を保持可能であるのかを情報として与えることが可能となる。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の第１態様の部品装着装置、及び第２態様の部品装着方法によれば、部品保持装置、撮像装置、交換用保持部材装填部、制御装置を備えたことで、部品保持部材及び交換用保持部材に付され、上記撮像装置にて撮像した識別マークに基づいて、上記部品保持装置は、部品保持部材と、上記交換用保持部材装填部に装填されている交換用保持部材との交換を自動的に実行することができる。よって、上記交換用保持部材装填部に装填されている上記交換用保持部材の配列が、例えば人為的要因等により間違えている場合であっても、その間違いを作業者に通知するだけではなく、上記部品保持装置が自動的に正しい状態に部品保持部材及び交換用保持部材の配置交換を行なうことができる。したがって、従来に比して生産性を向上させることができる。
【００５８】
又、上記識別マークと、回路形成体に付される回路形成体マークとを同類にすることで、上記識別マークの情報を制御装置に作業者が供給する際の作業を簡易化することができ、ひいては全体の生産性を向上させることができる。
【００５９】
又、交換用保持部材装填部に装填部用マークを付し撮像装置にて撮像して制御装置にて認識するようにしたことで、制御装置は、交換用保持部材装填部の設置位置を知得することができる。よって、交換用保持部材装填部に対する交換用保持部材の取り外し動作及び装填動作を作業者が直接行うことなく、部品保持装置に行わせることが可能となる。又、上述の識別マークの認識動作とあいまって、規定の交換用保持部材装填部に正しい交換用保持部材を装填することができ、交換用保持部材の装填ミスを防止でき、さらに作業者の作業負担を軽減することができる。
【００６０】
又、複数の交換用保持部材装填部を設けたときには、上記装填部用マークの認識に従い、複数の交換用保持部材装填部間で交換用保持部材の交換作業を部品保持装置にて実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である部品装着装置の斜視図である。
【図２】図１に示す部品装着装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す部品装着装置にて使用される部品保持部材及び交換用保持部材に付された識別マークを示す図である。
【図４】図１に示す部品装着装置に備わる交換用保持部材装填部の斜視図である。
【図５】図１に示す部品装着装置にて実行される部品装着動作を示すフローチャートである。
【図６】図５に示すステップ１０３の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図７】図１に示す部品装着装置の変形例を示す斜視図である。
【図８】従来の部品装着装置の斜視図である。
【図９】図８に示す部品装着装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】部品保持部材に付されている従来の識別マークを示す図である。
【図１１】従来の部品装着装置に備わる従来のノズルステーションの平面図である。
【図１２】従来の部品装着装置における部品装着動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…回路基板、８…電子部品、
１００…部品装着装置、１０６…部品保持装置、１０９…制御装置、
１１６…撮像装置、１１８…交換用保持部材装填部、
１２０…交換用保持部材、１３０…識別マーク、１３１…装填部用マーク、
１０６２…部品保持部材。

Claims

部品（８）を保持する部品保持部材であって当該部品保持部材の種類を識別するための識別マーク（１３０）が付されかつ着脱自在である部品保持部材（１０６２）を有し、該部品保持部材にて上記部品を保持して該部品を回路形成体（１）へ装着する部品保持装置（１０６）と、
上記識別マークを撮像する撮像装置（１１６）と、
上記部品保持装置に取り付けられたときには上記部品保持部材となり上記部品保持装置から取り外されたときには交換用の部材となりかつ上記識別マークを有する交換用保持部材（１２０）を保持する交換用保持部材装填部（１１８）と、
上記交換用保持部材装填部に存在し上記撮像装置にて撮像された上記交換用保持部材の上記識別マークに基づいて、上記部品保持装置に対して、該部品保持装置に取り付けられている上記部品保持部材と上記交換用保持部材装填部に装填されている上記交換用保持部材との交換を行なわせる制御装置（１０９）と、
を備え、
上記交換用保持部材装填部は、さらに、当該部品装着装置に対して着脱自在でありかつ当該交換用保持部材装填部の識別を行なうためのマークであって上記撮像装置にて撮像される装填部用マーク（１３１）を有し、上記制御装置は、当該部品装着装置内における上記交換用保持部材装填部の設置位置と、上記装填部用マークとの関係を示す装填部位置情報を記憶する、
ことを特徴とする部品装着装置。
上記識別マークは、上記回路形成体の位置を求めるため当該回路形成体に付される回路形成体マークと同一形状である、請求項１記載の部品装着装置。
上記交換用保持部材装填部を複数備え、上記制御装置は、上記装填部用マーク及び上記識別マークに基づいて上記複数の交換用保持部材装填部の間で上記部品保持部材及び上記交換用保持部材の配置替えを行なう、請求項１又は２記載の部品装着装置。
複数の上記交換用保持部材装填部の内、一部は当該部品装着装置に固定され、他の一部は当該部品装着装置に対して着脱自在であり、上記制御装置により上記複数の交換用保持部材装填部の間で上記部品保持部材の配置替えが行われる、請求項３記載の部品装着装置。
上記交換用保持部材装填部を複数備え、上記装填部用マークを数値にて表すとき、それぞれの上記交換用保持部材装填部には連番が付される、請求項１又は２記載の部品装着装置。
部品（８）を保持する部品保持部材（１０６２）、及び該部品保持部材と交換して取り付けられる交換用保持部材（１２０）に付され、上記部品保持部材及び交換用保持部材の種類を識別するための識別マーク（１３０）を認識し、
部品装着装置に対して着脱自在であり、かつ上記交換用保持部材（１２０）を保持する交換用保持部材装填部（１１８）に備わる装填部用マーク（１３１）を認識して、
上記識別マーク及び上記装填部用マークの認識結果に基づいて、上記交換用保持部材装填部に装填されている上記交換用保持部材の配列を部品保持装置（１０６）にて並べ替えを行なう、
ことを特徴とする部品装着方法。