JP4421987B2 - 部品実装方法および部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品吸着用のノズルを有するヘッドにより電子部品を部品供給部からプリント基板上に実装する部品実装方法および部品実装装置に関するものである。

従来より、部品吸着用のノズルを移動可能に支持するヘッドを有するヘッドユニットにより、ＩＣ等の電子部品をパーツフィーダ等の部品供給部から吸着して、プリント基板上の所定の位置に実装する表面実装機が知られている。この種の装置では、実装動作の時間短縮のため、電子部品を吸着し、プリント基板上の搭載位置へ搬送する際に、基板上に搭載されている部品の高さに応じた所定の高さまでヘッドを降下させている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
特許第１９８３９７６号公報 特許第３３７８１３４号公報 特開２００２−２３７６９８号公報

プリント基板に実装する電子部品の高密度化に伴い、近年ではさらなる部品実装の高速化が求められているが、ヘッドが１つしかない従来の方法では電子部品の実装速度を向上させることが困難であった。
そこで、本発明は上述したような課題を解決するためになされたものであり、より高速に電子部品を実装することができる部品実装方法および部品実装装置を提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明にかかる部品実装方法は、複数のヘッドにより、基板を所定の位置に保持するコンベアの外側に配設された部品供給部で吸着した電子部品を搬送し、前記コンベアの外側に配設された部品認識カメラにより認識させた後、前記基板上に搭載する部品実装方法であって、前記部品認識カメラ上方から１番目に前記基板上に搭載する第１の電子部品の搭載位置まで搬送するとき前記第１の電子部品を当該搭載位置に搭載する前に、基板面から前記第１の電子部品および前記基板上に２番目に搭載する第２の電子部品の下面までの高さを、前記部品認識カメラによる認識時の高さから前記複数のヘッドに吸着された前記電子部品が全ての物理的干渉物と干渉しない高さである第１の高さに降下させる第１のステップと、前記基板上に前記第１の電子部品を搭載する際、前記基板面から前記第２の電子部品の下面までの高さを、前記基板上の物理的干渉物のうち最も高いものに干渉しない高さである第２の高さに降下させる第２のステップとを有することを特徴とする。

上記部品実装方法において、前記第１の電子部品を吸着した第１のヘッドにより前記基板上に前記第１の電子部品を搭載後、前記第１のヘッドを前記第２の高さまで上昇させた後、前記第２の電子部品の搬送を開始する第３のステップをさらに有するようにしてもよい。

また、上記部品実装方法において、第２の高さは、ヘッド毎に設定されるようにしてもよい。

また、本発明にかかる部品実装装置は、基台上に移動可能に支持された複数のヘッドと、これらのヘッドに設けられたノズルと、前記ヘッドを移動させる駆動部と、電子部品を実装する基板を保持するコンベアと、このコンベアの外側に配設され、前記電子部品を供給する部品供給部と、前記コンベアの外側に配設され、前記電子部品を認識する部品認識カメラと、前記駆動部を制御して、前記部品供給部から前記ノズルによって吸着された電子部品を搬送し、前記部品認識カメラにより前記電子部品を認識させた後、前記コンベアに保持された基板上に搭載する制御部とを備えた部品実装装置であって、前記制御部は、前記部品認識カメラ上方から１番目に前記基板上に搭載する第１の電子部品の搭載位置までの搬送するとき前記第１の電子部品を当該搭載位置に搭載する前に、基板面から前記第１の電子部品および前記基板上に２番目に搭載する第２の電子部品の下面までの高さを、前記部品認識カメラによる認識時の高さから前記複数のヘッドに吸着された前記電子部品が全ての物理的干渉物と干渉しない高さである第１の高さに降下させ、前記基板上に前記第１の電子部品を搭載する際、前記基板面から第２の電子部品の下面までの高さを、前記基板上の物理的干渉物のうち最も高いものに干渉しない高さである第２の高さに降下させることを特徴とする。

上記部品実装装置において、制御部は、前記第１の電子部品を吸着した第１のヘッドにより前記基板上に前記第１の電子部品を搭載後、前記第１のヘッドを前記第２の高さまで上昇させた後、前記第２の電子部品の搬送を開始するようにしてもよい。

また、上記部品実装装置において、第２の高さは、前記ヘッド毎に設定されるようにしてもよい。

本発明によれば、ヘッドの高さを第１の位置まで下降させることにより、電子部品を搭載する際のヘッドの下降距離が短縮できるので、結果として電子部品の実装に要する時間を縮小することが可能となる。
また、本発明によれば、任意のヘッドが電子部品を搭載する際に、次ヘッドを降下させておくことにより、電子部品を搭載する際のヘッドの下降距離をさらに短縮できるので、結果として電子部品の実装に要する時間をさらに縮小することが可能となる。
また、本発明によれば、電子部品の搭載を終了した任意のヘッドを第２の位置まで上昇させると次ヘッドに吸着された電子部品の搬送を開始することにより、次に搭載する電子部品を搬送するタイミングが早くなるので、結果として電子部品の実装に要する時間をさらに短縮することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる表面実装機の平面図、図２は、本実施の形態にかかる表面実装機の側面図、図３は、本実施の形態にかかる表面実装機の制御系の構成を示すブロック図である。
本実施の形態にかかる表面実装機は、平面視略矩形の基台１と、この基台１の長手方向（Ｘ軸方向）にそって基台１上に配設され、プリント基板Ｐを搬送するコンベア２と、このコンベア２の両側の基台１上に設けられ、電子部品を供給する部品供給部３と、基台１の上方に設けられ、部品供給部３の電子部品をコンベア２上のプリント基板Ｐに移載するヘッド機構４と、ヘッド機構４に設けられ、プリント基板Ｐを撮像する基板認識カメラ５と、基台１に設けられ、ヘッド機構４が搬送する電子部品を撮像する部品認識カメラ６と、表面実装機の動作を制御する制御装置７とを有する。

コンベア２は、Ｘ軸方向に移動することができる。これにより、コンベア２は、プリント基板Ｐを外部又は連続して設けられた印刷装置等から表面実装機内部に搬入する搬入動作、搬入されたプリント基板Ｐを所定の装着作業位置に保持する保持動作、電子部品が装着されたプリント基板Ｐを他の表面実装機若しくはリフロー炉又は表面実装機外部に搬出する搬出動作等を行う。

部品供給部３は、コンベア２と平行に配設された取付座３１と、各取付座３１に各々位置決めされた状態で並列に配設された複数のパーツフィーダ３２とを有する。これらのパーツフィーダ３２は、それぞれＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されるとともに、テープ送り出し端には送り機構が備えられ、後述するノズル４６により部品がピックアップされるにつれてテープを間欠的に送り出す。

ヘッド機構４は、基台１上のＸ軸方向の両端部近傍において長手方向がＹ軸方向（コンベア２の移動方向と直交する方向）に沿って基台１に固定されたレール４１と、長手方向がＸ軸方向に沿い、レール４１に両端を支持されることによりＹ軸方向に移動可能に配設された支持部材４２と、この支持部材４２の長手方向に設けられたガイド４３と、このガイドに沿って移動可能に支持されたヘッドユニット４４とを少なくとも備える。

ヘッドユニット４４には、部品吸着用の８本のヘッド４５ａ〜４５ｈと、各ヘッド４５ａ〜４５ｈのＺ軸方向の下端に装着されたノズル４６と、各ヘッド４５ａ〜４５ｈをヘッドユニット４４に対してＺ軸方向（Ｘ軸とＹ軸に対して垂直な方向）の移動を可能とする図３に示すＺ軸サーボモータ４７と、ノズル４６の中心軸（Ｒ軸）回りの回転を可能とする図３に示すＲ軸サーボモータ４８と、各ヘッド４５ａ〜４５ｈ毎の図３に示す真空発生器４９とが設けられている。ヘッド４５ａ〜４５ｈは、８本のヘッドがＸ軸方向に一列に並べて配設されている。Ｚ軸サーボモータ４７およびＲ軸サーボモータ４８には、それぞれエンコーダ等からなる位置検出部４７ａ、４８ａが設けられている。真空発生器４９は、ノズル４６に負圧および正圧の空気を選択的に供給するもので、各ヘッド４５ａ〜４５ｈ毎に設けられている。このような真空発生器４９には、その負圧および正圧を計測する圧力センサ４９ａが設けられている。
なお、ヘッド４５ａ〜４５ｈには、ノズル４６が複数設けられるようにしてもよい。

このようなヘッドユニット４４は、レール４１に沿って設けられたボールねじ４１ａと、このボールねじ４１ａの一端に取り付けられてボールねじ４１ａを回動させるＹ軸サーボモータ４１ｂとにより、支持部材４２がＹ軸方向に移動することで、Ｙ軸方向の移動が可能とされる。また、ヘッドユニット４４は、支持部材４２に沿って設けられたボールねじ４２ａと、このボールねじ４２ａの一端に取り付けられてボールねじ４２ａを回動させるＸ軸サーボモータ４２ｂとにより、Ｘ軸方向への移動が可能とされる。Ｙ軸サーボモータ４１ｂおよびＸ軸サーボモータ４２ｂには、それぞれエンコーダ等からなる位置検出部４１ｃ、４２ｃが設けられている。

このようなヘッド機構４は、部品供給部３から電子部品を取り上げ、この電子部品をプリント基板Ｐまで搬送し、搬送した電子部品をプリント基板Ｐに搭載するという一連の電子部品の実装動作を行う。

基板認識カメラ５は、ＣＣＤカメラやＣＣＤラインセンサ等の公知の撮像素子からなり、ヘッドユニット４４に設けられ、上述したコンベア２により保持されたプリント基板Ｐ上の位置決めマーク（図示せず）を撮像してこの画像信号を制御装置７に出力する。

部品認識カメラ６は、ＣＣＤカメラやＣＣＤラインセンサ等の公知の撮像素子からなり、ヘッドユニット４４の移動範囲内であって基台１上の部品供給部３近傍に設けられ、上述したノズル４６により吸着された部品のノズル４６の吸着面とは反対側の面（下面）を撮像してその画像信号を制御装置７に出力する。
なお、本実施の形態において、部品認識カメラ６は、図１に示すように２つ設けているが、１つにしてもよい。

制御装置７は、ＣＰＵ等の演算装置と、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の記憶装置と、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、タッチパネル等の外部から情報の入力を検出する入力装置と、外部との情報の送受を行うＩ/Ｆ装置と、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)又はＦＥＤ(Field Emission Display)等の表示装置を備えたコンピュータ又はコントローラーと、このコンピュータ又はコントローラーにインストールされたプログラムとから構成される。すなわちハードウェア装置とソフトウェアとが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、図３に示す軸制御部（ドライバ）７１、圧力制御部７２、画像処理部７３、記憶部７４、表示部７５、入力部７６および主演算部７７が実現される。

軸制御部７１は、Ｙ軸サーボモータ４１ｂ、Ｘ軸サーボモータ４２ｂ、各ヘッド４５ａ〜４５ｈ毎に設けられるＲ軸サーボモータ４７およびＺ軸サーボモータ４８と、これらのサーボモータに設けられた位置検出部４１ｃ、４２ｃ、４７ａ、４８ａとが接続されており、これらの位置検出部の検出値に基づいて、各サーボモータ４１ｂ、４２ｂ、４７、４８の駆動制御を行う。

圧力制御部７２は、真空発生器４９と圧力センサ４９ａとが接続されており、圧力センサ４９ａの測定値に基づいて真空発生器４９の駆動制御を行う。

画像処理部７３は、基板認識カメラ５と接続されており、この基板認識カメラ５によって取り込んだ位置決めマークを含むプリント基板Ｐの画像に所定の画像処理を行い、プリント基板Ｐの基台１に対する位置やＸおよびＹ方向に対する角度を検出し、この検出した値を主演算部７７に送出する。
また、画像処理部７３は、部品認識カメラ６と接続されており、この部品認識カメラ６によって取り込まれた画像に所定の画像処理を行い、各ヘッド４５ａ〜４５ｈによるパーツフィーダ３２からの電子部品の吸着の有無に関する情報、電子部品の吸着位置、電子部品のＸおよびＹ方向に対する角度等を検出し、この検出した値を主演算部７７に送出する。

記憶部７４は、プリント基板Ｐにパーツフィーダ３２の電子部品を実装する動作を制御する動作プログラム７４ａと、プリント基板Ｐの形状やプリント基板Ｐに搭載する電子部品の種類および位置等に関する基板データ７４ｂと、パーツフィーダ３２から供給される電子部品に関する部品データ７４ｃとを少なくとも記憶している。
このような記憶部７４に記憶されている各種データは、ＣＤ(Compact Disk)、ＤＶＤ(Digital Video Disk)等の公知の記憶媒体に記憶することも可能である。これにより、他の装置で作成した各種データを記憶媒体を介して記憶部７４に導入することもできる。

表示部７５は、基板認識カメラ５や部品認識カメラ６により取り込まれた画像、画像処理部７３により画像処理が行われた画像データ、記憶部７４に記憶されている各種データなど本実施の形態にかかる表面実装機の各種動作に関する各種データを表示する。
入力部７６は、オペレータによる表面実装機の動作に関する各種操作入力を検出する。この検出した情報は、主演算部７７に送出される。

主演算部７７は、プリント基板Ｐへの電子部品の実装動作を制御する動作制御部７７ａを有する。
動作制御部７７ａは、記憶部７４に記憶されている動作プログラム７４ａによる制御のもと、基板データ７４ｂおよび部品データ７４ｃとに基づいて、軸制御部７１および圧力制御部７２を介して各サーボモータ４１ｂ、４２ｂ、４７、４８および真空発生器４９を制御することにより、部品供給部３からの電子部品の吸着（吸着動作）、部品認識カメラ６上へのヘッドユニット４４の移動（認識動作）、電子部品認識後のプリント基板Ｐ上へのヘッドユニット４４の移動および部品搭載（搭載動作）を順次行わせるとともに、認識動作時に画像処理部７３による認識結果に基づいて電子部品の吸着位置ずれ量を求め、搭載動作時にそのずれ量を加味して搭載位置（Ｘ方向、Ｙ方向およびＲ方向の各位置）を調整する。

次に、図４を参照して、本実施の形態にかかる表面実装機の動作について説明する。
まず、主演算部７７は、動作制御部７７ａにより軸制御部７１および圧力制御部７２を介して各サーボモータ４１ｂ、４２ｂ、４７、４８および真空発生器４９を制御し、ヘッド４５ａ〜４５ｈにより部品供給部３のパーツフィーダ３２からプリント基板Ｐに搭載する電子部品を必要数吸着する（ステップＳ４０１）。

ヘッド４５ａ〜４５ｈにより電子部品が吸着されると、動作制御部７７ａは、軸制御部７１を介してＹ軸サーボモータ４１ｂおよびＸ軸サーボモータ４２ｂを制御して、ヘッドユニット４４を例えば図１中に矢印で示す経路に沿って移動させて部品認識カメラ６上を通過させ、電子部品の下面の画像を部品認識カメラ６に取り込ませる（ステップＳ４０２）。

電子部品の下面の画像を部品認識カメラ６に取り込ませると、主演算部７７は、動作制御部７７ａにより、ヘッド４５ａ〜４５ｈが吸着した電子部品のうち次にプリント基板Ｐに搭載する電子部品を、プリント基板Ｐ近傍の所定の位置まで搬送させる（ステップＳ４０３）。
次にプリント基板Ｐに搭載する電子部品をプリント基板Ｐ近傍の所定の位置まで搬送すると、主演算部７７は、動作制御部７７ａにより、その電子部品をプリント基板に搭載させる（ステップＳ４０４）。
なお、本実施の形態にかかる表面実装機は、これらの搬送動作および搭載動作に特徴を有するものである。このような搬送動作および搭載動作の詳細については後述する。

ヘッド４５ａ〜４５ｈが吸着した全ての電子部品をプリント基板Ｐに搭載していない場合（ステップＳ４０５：ＮＯ）、主演算部７７は、ステップＳ４０３の処理に戻る。
ヘッド４５ａ〜４５ｈが吸着した全ての電子部品をプリント基板Ｐに搭載した場合（ステップＳ４０５：ＮＯ）、主演算部７７は、プリント基板Ｐに搭載すべき全ての電子部品を搭載したか否かを確認する（ステップＳ４０６）。プリント基板Ｐに搭載すべき全ての電子部品を搭載していない場合（ステップＳ４０６：ＮＯ）、主演算部７７は、ステップＳ４０１の処理に戻る。プリント基板Ｐに搭載すべき全ての電子部品を搭載した場合（ステップＳ４０６：ＹＥＳ）、主演算部７７は、プリント基板Ｐへの電子部品の実装動作を終了する。

次に、図５を参照して、搬送動作および搭載動作の詳細について説明する。図５は、本実施の形態にかかる表面実装機の搬送動作および搭載動作を示すフローチャートである。なお、本実施の形態では、ヘッドユニット４４には８本のヘッド４５ａ〜４５ｄが設けられているが、以下の説明では便宜上、ヘッド４５は第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄの４つのヘッドから構成されるものとして説明する。
電子部品の下面の画像を部品認識カメラ６に取り込ませると、動作制御部７７ａは、第１ヘッド４５ａが吸着した電子部品を、プリント基板Ｐ上の搭載位置近傍のヘッド下降動作が可能な所定の位置（以下、ヘッド下降動作可能領域という）まで搬送させる（ステップＳ５０１）。この搬送動作中に、動作制御部７７ａは、第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄを一定の高さ、すなわち移動可能高さまで降下させる（ステップＳ５０２）。この移動可能高さとは、第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄにより吸着された電子部品と、この電子部品を含むコンベア２上の全ての物理的干渉物とが干渉しない高さのことをいう。

図６は、従来の搬送動作を説明する模式図、図７は、本実施の形態にかかる表面実装機のプリント基板Ｐへの電子部品の搬送動作を説明する模式図である。
電子部品の下面の画像を部品認識カメラ６に取り込ませる際、動作制御部７７ａは、ヘッド４５のＺ方向の高さを、電子部品の下面にちょうど部品認識カメラ６のピントが合う所定の高さ（以下、認識高さという）にする。
従来では、図６に示すように、部品認識カメラ６により画像の取り込みを終えると、動作制御部７７ａは、第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄに吸着された電子部品の下面の高さを認識高さとした状態で、第１ヘッド４５ａが吸着した電子部品Ｃを、プリント基板Ｐ上のヘッド下降動作可能領域まで搬送している。
これに対して、本実施の形態では、図７に示すように、部品認識カメラ６により画像の取り込みを終えると、動作制御部７７ａは、第１ヘッド４５ａが吸着した電子部品Ｃをプリント基板Ｐ上の搭載位置のヘッド下降動作可能領域まで搬送中に、第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄを降下させる。具体的には、第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄにより吸着された電子部品の下面の高さを、認識高さから移動可能高さまで降下させる。これにより、本実施の形態では、ヘッド４５の移動距離が短縮されるので、電子部品を搭載する際のヘッド４５の下降距離が短縮でき、結果として電子部品の搭載に要する時間を縮小することが可能となる。

ヘッド下降動作可能領域まで電子部品を搬送すると、動作制御部７７ａは、電子部品をプリント基板Ｐに搭載するヘッド４５を降下させて電子部品をプリント基板Ｐ上に搭載するとともに（ステップＳ５０３）、次に電子部品をプリント基板Ｐに搭載するヘッド４５を降下させる（ステップＳ５０４）。次に電子部品をプリント基板Ｐに搭載するヘッド４５は、このヘッドが吸着している電子部品の下面が、現在既にプリント基板Ｐ上に搭載された部品およびヘッド４５に吸着されている電子部品と物理的に干渉しない高さ（以下、移動高さという）まで降下させられる。

図８は、本実施の形態にかかる表面実装機の搭載動作を説明する模式図である。なお、図８および後述する図９では、図８（ａ）に示すように、第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄにより吸着された電子部品Ｃ１〜Ｃ４の厚さをそれぞれα，β，γ，ηとし、このときα＜β＜γ＜ηの関係を満たす場合を例に説明する。
第１ヘッド４５ａが吸着した電子部品Ｃ１をプリント基板Ｐ上の搭載位置のヘッド下降動作可能領域まで搬送中に、動作制御部７７ａは、図８（ｂ）に示すように、電子部品Ｃ１〜Ｃ４下面のＺ方向の高さが移動可能高さになるよう、第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄをそれぞれ降下させる。

第１ヘッド４５ａが吸着した電子部品Ｃ１をプリント基板Ｐ上の搭載位置のヘッド下降動作可能領域まで搬送すると、動作制御部７７ａは、第１ヘッド４５ａを降下させて、電子部品Ｃ１をプリント基板Ｐ上に搭載する。このとき、動作制御部７７ａは、次に電子部品をプリント基板Ｐに搭載するヘッド、すなわち第２ヘッド４５ｂを降下させる。この第２ヘッド４５ｂは、電子部品Ｃ２下面のＺ方向の高さが移動高さになるまで降下させられる。図８の例では、プリント基板Ｐ上の物理的干渉物のうち最も高さが高いものが電子部品Ｃ４なので、この電子部品Ｃ４の高さηにマージン１mmを加えた高さ、すなわち（η＋１）mmを移動高さとする。なお、マージンは適宜自由に設定することができる。
このように本実施の形態によれば、任意のヘッドが電子部品を搭載する際に、次のヘッドを降下させておくことにより、電子部品を搭載する際のヘッドの下降距離をさらに短縮でき、結果として電子部品の搭載に要する時間をさらに縮小することが可能となる。

電子部品をプリント基板Ｐ上に搭載すると、動作制御部７７ａは、電子部品を搭載したヘッドを上昇させ（ステップＳ５０５）、第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄに吸着された電子部品をプリント基板Ｐ上に全て搭載した場合（ステップＳ５０６：ＹＥＳ）、動作制御部７７ａは、動作を終了する。
第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄに吸着された電子部品を全て搭載していない場合（ステップＳ５０６：ＮＯ）、次のプリント基板Ｐに搭載する電子部品をプリント基板Ｐ上の所定の位置まで搬送させる（ステップＳ５０７）。

図９は、本実施の形態にかかる表面実装機のプリント基板Ｐ上での電子部品の搬送動作を説明する模式図である。なお、図９は、図８に示した搭載動作に続く動作を示すものである。
第１ヘッド４５ａにより電子部品Ｃ１がプリント基板Ｐ上に搭載されると、動作制御部７７ａは、第１ヘッド４５ａを上昇させて、第２ヘッド４５ｂにより吸着されている電子部品Ｃ２をプリント基板Ｐ上の搭載位置のヘッド下降動作可能領域まで搬送する。このとき、動作制御部７７ａは、図９（ａ）に示すように、第１ヘッド４５ａのノズル４６の吸着面が移動高さである（η＋１）mmまで上昇させると、電子部品Ｃ２の搬送を開始する。電子部品Ｃ２の搬送中に、第１ヘッド４５ａは、ノズル４６の吸着面のＺ方向の高さが移動可能高さになるまで上昇させられる（図９（ｂ）参照）。
また、電子部品Ｃ２の搬送中に、動作制御部７７ａは、次に電子部品を搭載する第３ヘッド４５ｃを下降させる。この第２ヘッド４５ｂは、電子部品Ｃ２下面のＺ方向の高さが移動高さになるまで降下させられる（図９（ｂ）参照）。

このように本実施の形態によれば、電子部品の搭載を終了したヘッドを移動高さまで上昇させると次に搭載する電子部品の搬送を開始することにより、次に搭載する電子部品を搬送するタイミングが早くなるので、結果として電子部品の搭載に要する時間をさらに短縮することが可能となる。

なお、図９（ｂ）に示すように、電子部品Ｃ２をプリント基板Ｐ上に搭載すると、動作制御部７７ａは、電子部品Ｃ１を搭載したときと同様に、第２ヘッド４５ｂを上昇させ、第３ヘッド４５ｃにより吸着されている電子部品Ｃ３をプリント基板Ｐ上の搭載位置のヘッド下降動作可能領域まで搬送するとともに、この搬送中に次に電子部品を搭載する第４ヘッド４５ｄを下降させる（図９（ｃ）参照）。

図１０は、ヘッドの軌跡を示す図である。図１０において、軌跡曲線の積分量がトータルタクトに相当する。
図１０（ａ）に示す従来の方法では、ヘッドのＺ方向の高さを部品認識面高さのままヘッド下降動作可能領域まで電子部品を搬送するので、トータルタクトが多い。
一方、図１０（ｂ）、（ｃ）に示す本実施の形態では、ヘッドのＺ方向の高さを移動可能高さ又は移動高さまで降下させるので、トータルタクトが少なくなる。よって、電子部品の実装速度を向上させることが可能となる。

なお、本実施の形態では、移動高さとしてヘッド４５により吸着した電子部品の最大の高さを含めたコンベア２上の全ての物理的干渉物と干渉しない高さとしたが、電子部品の搬送経路上に存在する物理的干渉物と干渉しない高さとするようにしてもよい。

また、本実施の形態では、図８（ｂ）に示すように第１ヘッド４５ａが吸着した電子部品Ｃ１を搭載するプリント基板Ｐのヘッド下降動作可能領域まで搬送中に、電子部品Ｃ１〜Ｃ４下面のＺ方向の高さが移動可能高さになるよう第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄをそれぞれ降下させたが、電子部品の搭載順序に応じて各ヘッドの高さを調整するようにしてもよい。この場合について、図１１を参照して以下に説明する。
図１１（ａ）に示すように、プリン基板Ｐ上に搭載された電子部品Ｃ１および第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄに吸着された電子部品Ｃ２〜Ｃ５の厚さをそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅとしたときにａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ＜ｅの関係を満たし、電子部品Ｃ２〜Ｃ５の搬送経路上には電子部品Ｃ１以外の物理的干渉物が存在しない場合を例に説明する。

電子部品Ｃ２〜Ｃ５の下面の画像を部品認識カメラ６に取り込ませる際、動作制御部７７ａは、図１１（ａ）に示すように、第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄのＺ方向の高さを、電子部品Ｃ２〜Ｃ５の下面が認識高さになるように制御する。

電子部品Ｃ２〜Ｃ５の下面の画像を部品認識カメラ６に取り込ませると、動作制御部７７ａは、第１ヘッド４５ａが吸着した電子部品Ｃ２を、プリント基板Ｐ上の搭載位置のヘッド下降動作可能領域まで搬送する。この搬送動作中に、動作制御部７７ａは、第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄを、それぞれが吸着している電子部品、プリント基板Ｐ上の物理的干渉物および第１〜第４ヘッド４５ａ〜４５ｄが吸着している電子部品の搭載順序にあわせてＺ方向の高さを調整する。

具体的には、第１ヘッド４５ａの場合は、この第１ヘッド４５ａにより電子部品Ｃ２を搭載する際にプリント基板Ｐ上には電子部品Ｃ１しか存在しないので、電子部品Ｃ１の厚さａにマージン１mmを加えた（ａ＋１）mmを第１ヘッド４５ａの移動高さとする（図１１（ｂ）参照）。
第２ヘッド４５ｂの場合は、この第２ヘッド４５ｂにより電子部品Ｃ３を搭載する際にプリント基板Ｐ上には電子部品Ｃ１、Ｃ２が存在する。このため、動作制御部７７ａは、図１１（ｂ）に示すように、プリント基板Ｐ上で最大の高さとなる電子部品Ｃ２の厚さｂにマージン１mmを加えた（ｂ＋１）mmを第２ヘッド４５ｂの移動高さとする。
第３ヘッド４５ｃの場合は、この第３ヘッド４５ｃにより電子部品Ｃ４を搭載する際にプリント基板Ｐ上には電子部品Ｃ１〜Ｃ３が存在する。このため、動作制御部７７ａは、図１１（ｂ）に示すように、プリント基板Ｐ上で最大の高さとなる電子部品Ｃ３の厚さｃにマージン１mmを加えた（ｃ＋１）mmを第３ヘッド４５ｃの移動高さとする。
第４ヘッド４５ｄの場合は、この第４ヘッド４５ｄにより電子部品Ｃ５を搭載する際にプリント基板Ｐ上には電子部品Ｃ１〜Ｃ４が存在する。このため、動作制御部７７ａは、図１１（ｂ）に示すように、プリント基板Ｐ上で最大の高さとなる電子部品Ｃ４の厚さｄにマージン１mmを加えた（ｄ＋１）mmを第４ヘッド４５ｄの移動高さとする。

このように電子部品の搭載順序に応じて各ヘッド４５のＺ方向の高さを調整することにより、電子部品を搭載する際のヘッドの下降距離を短縮でき、結果として電子部品の搭載に要する時間を縮小することが可能となる。

本発明にかかる表面実装機の平面図である。 本発明にかかる表面実装機の側面図である 本発明にかかる表面実装機の電気的な構成を示すブロック図である。 本発明にかかる表面実装機の動作を示すフローチャートである。 本発明にかかる表面実装機の搬送動作および搭載動作を示すフローチャートである。 従来の搬送動作を説明する模式図である。 本発明にかかる表面実装機の搬送動作を説明する模式図である。 （ａ）〜（ｃ）本発明にかかる表面実装機の搭載動作を説明する模式図である。 （ａ）〜（ｃ）本発明にかかる表面実装機のプリント基板Ｐ上での電子部品の搬送動作を説明する模式図である。 ヘッドの軌跡を示す図である。 （ａ）、（ｂ）本発明にかかる表面実装機の搬送動作を説明する模式図である。

符号の説明

１…基台、２…コンベア、３…部品供給部、４…ヘッド機構、５…基板認識カメラ、６…部品認識カメラ、７…制御装置、３１…取付座、３２…パーツフィーダ、４１…レール、４１ａ，４２ａ…ボールねじ、４１ｂ…Ｙ軸サーボモータ、４１ｃ，４２ｃ，４７ａ，４８ａ…位置検出部、４２…支持部材、４２ｂ…Ｘ軸サーボモータ、４３…ガイド、４４…ヘッドユニット、４５…ヘッド、４６…ノズル、４７…Ｚ軸サーボモータ、４８…Ｒ軸サーボモータ、４９…真空発生器、４９ａ…圧力センサ、７…制御装置、７１…軸制御部、７２…圧力制御部、７３…画像処理部、７４…記憶部、７４ａ…動作プログラム、７４ｂ…基板データ、７４ｃ…部品データ、７５…表示部、７６…入力部、７７…主演算部、７７ａ…動作制御部、Ｃ，Ｃ１〜Ｃ５…電子部品、Ｐ…プリント基板。

Claims (6)

1. 複数のヘッドにより、基板を所定の位置に保持するコンベアの外側に配設された部品供給部で吸着した電子部品を搬送し、前記コンベアの外側に配設された部品認識カメラにより認識させた後、前記基板上に搭載する部品実装方法であって、
   前記部品認識カメラ上方から１番目に前記基板上に搭載する第１の電子部品の搭載位置まで搬送するとき前記第１の電子部品を当該搭載位置に搭載する前に、基板面から前記第１の電子部品および前記基板上に２番目に搭載する第２の電子部品の下面までの高さを、前記部品認識カメラによる認識時の高さから前記第１の電子部品および前記第２の電子部品が全ての物理的干渉物と干渉しない高さである第１の高さに降下させる第１のステップと、
   前記基板上に前記第１の電子部品を搭載する際、前記基板面から前記第２の電子部品の下面までの高さを、前記基板上の物理的干渉物のうち最も高いものに干渉しない高さである第２の高さに降下させる第２のステップと
   を有することを特徴とする部品実装方法。
2. 前記第１の電子部品を吸着した第１のヘッドにより前記基板上に前記第１の電子部品を搭載後、前記第１のヘッドを前記第２の高さまで上昇させた後、前記第２の電子部品の搬送を開始する第３のステップ
   をさらに有することを特徴とする請求項１記載の部品実装方法。
3. 前記第２の高さは、前記ヘッド毎に設定される
   ことを特徴とする請求項１または２記載の部品実装方法。
4. 基台上に移動可能に支持された複数のヘッドと、
   これらのヘッドに設けられたノズルと、
   前記ヘッドを移動させる駆動部と、
   電子部品を実装する基板を保持するコンベアと、
   このコンベアの外側に配設され、前記電子部品を供給する部品供給部と、
   前記コンベアの外側に配設され、前記電子部品を認識する部品認識カメラと、
   前記駆動部を制御して、前記部品供給部から前記ノズルによって吸着された電子部品を搬送し、前記部品認識カメラにより前記電子部品を認識させた後、前記コンベアに保持された基板上に搭載する制御部と
   を備えた部品実装装置であって、
   前記制御部は、
   前記部品認識カメラ上方から１番目に前記基板上に搭載する第１の電子部品の搭載位置まで搬送するとき前記第１の電子部品を当該搭載位置に搭載する前に、基板面から前記第１の電子部品および前記基板上に２番目に搭載する第２の電子部品の下面までの高さを、前記部品認識カメラによる認識時の高さから前記第１の電子部品および前記第２の電子部品が全ての物理的干渉物と干渉しない高さである第１の高さに降下させ、
   前記基板上に前記第１の電子部品を搭載する際、前記基板面から前記第２の電子部品の下面までの高さを、前記基板上の物理的干渉物のうち最も高いものに干渉しない高さである第２の高さに降下させる
   ことを特徴とする部品実装装置。
5. 前記制御部は、前記第１の電子部品を吸着した第１のヘッドにより前記基板上に前記第１の電子部品を搭載後、前記第１のヘッドを前記第２の高さまで上昇させた後、前記第２の電子部品の搬送を開始する
   ことを特徴とする請求項４記載の部品実装装置。
6. 前記第２の高さは、前記ヘッド毎に設定される
   ことを特徴とする請求項１または２記載の部品実装装置。

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