JP4458612B2

JP4458612B2 - 電子部品装着装置

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Publication number: JP4458612B2
Application number: JP2000090022A
Authority: JP
Inventors: 明彦中村; 一郎岡本; 洋安西
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP2001284897A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品装着装置、更に詳細には、Ｘ軸方向に互いに独立して移動可能な少なくとも２つの電子部品保持部を備えたＸＹロボットを用い保持部で保持された２つの電子部品を電子基板に同時に装着する電子部品装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、移動可能なヘッドユニットにより部品供給装置（フィーダー）から電子部品を取り出して、位置決めされているプリント基板上に実装するようにされた部品装着装置が一般に知られている。この種の装着装置では、プリント基板が搬送されるコンベア上に作業ステーションを形成し、この作業ステーションにおいてコンベアと平行な水平面内をＸＹ方向に高速で移動するヘッド支持部材を設け、このヘッド支持部材に部品供給部から供給されるチップ部品を吸着して、プリント基板上の所定位置に移し換える作業ヘッドをヘッドユニットに設けたものが知られている（例えば、特開昭６２−２７４８００号公報を参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来の部品装着装置では、電子部品の装着作業において、プリント基板上に広く分散配置された各所にある多種類の部品の中からそれぞれに適切なものを装着することが必要である。このために作業ヘッドは、集中的に配置された部品供給装置から所要のチップ部品を取り上げ、これをプリント基板の所要の各所に対して移動することが必要となる。そして、かかる装着作業の作業効率を向上せんとする場合、作業ヘッドの移動速度を高めることが考えられるが、同時にそのチップ部品の位置決め精度を所定以上に維持することも当然必要となる。
【０００４】
しかし、このように作業ヘッドの移動速度を高めて作業効率の向上を図る場合には、チップ部品の位置決め精度を維持するために、剛性の高いヘッド支持部材や、作業ヘッドの移動を高速で行うために大出力の駆動モータを使用する必要があり、全体構造としてこれらを使用しうるものとする必要があるから、その結果として装置自体が大型化することになる、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、大出力の駆動源を用いて作業ヘッドの移動速度を高めるというような手法に頼らなくとも、搭載速度を向上させ作業効率をあげることが可能な電子部品装着装置を提供することをその課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｘ軸方向に互いに独立して移動可能な少なくとも２つの電子部品保持部を備えたＸＹロボットを用いて各電子部品保持部で保持された電子部品を電子基板に同時に装着する電子部品装着装置において、電子部品を装着する電子基板を旋回させる手段と、該電子部品保持部が行う、電子部品を取り出すための部品供給装置の方向への移動、該電子部品の保持、及び、電子基板の上方への移動の間に、電子基板を旋回させて、電子部品の供給場所と装着位置との距離を短くしながら、電子基板を旋回させると同時に、該電子部品保持部を部品装着位置に移動させ、部品装着位置において電子部品の保持位置と装着位置間の位置ずれを補正して電子部品を電子基板に同時に装着することを特徴とする。
【０００７】
このような構成では、ＸＹロボットと電子基板を相対的に旋回させてＸＹロボットを部品装着位置に移動させるので、部品装着位置ではすでに電子部品の粗い位置決めが達成されており、その後電子部品の保持位置と装着位置間の位置ずれを補正して電子部品を電子基板に同時に装着するので、高速にしかも高精度で電子部品を基板に装着することが可能になる。更に、前記の電子部品保持部が行う、電子部品を取り出すための部品供給装置の方向への移動、該電子部品の保持、及び、電子基板の上方への移動の間に、電子基板を旋回させて、電子部品の供給場所と装着位置との距離を短くすることで、装着位置への移動時間を短縮することができる。
【０００８】
相対的な旋回を、電子部品の装着位置の中心を結ぶ線がＸ軸にほぼ平行になるように行い、その旋回に応じて電子部品の保持角度を旋回するようにすると、電子部品の保持位置と装着位置間の位置ずれは少なくなる。このような位置ずれがなおある場合には、電子基板とＸＹロボットの相対旋回量、電子部品のＸＹ保持位置、電子部品の保持角度のうち一つあるいは複数を補正することによりこれを補正することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
[全体の構成]
以下図面に示す実施の形態に基づき本発明を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態を示す電子部品装着装置の主要構成図である。図１において、基台１の上面にはＹ軸支柱２ａ、２ｂが固定されており、このＹ軸支柱２ａにはＹ軸リニアガイドレール３ａとＹ軸リニアエンコーダスケール（不図示）が固定され、またＹ軸支柱２ｂにはＹ軸リニアガイドレール３ｂとＹ軸リニアエンコーダスケール４ｂが固定されている。Ｙ軸リニアガイドレール３ａには、Ｙ軸リニアガイドテーブル５ａ〜５ｂが直動自在に支持されており、同様に、Ｙ軸リニアガイドレール３ｂには、Ｙ軸リニアガイドテーブル５ｃ〜５ｄが直動自在に支持されている。
【００１１】
また、Ｙ軸支柱２ａ、２ｂには、それぞれＹ軸ボールねじブラケット６ａ〜６ｂ、６ｃ〜６ｄが支持され、各Ｙ軸ボールねじブラケットには、Ｙ軸ボールねじ７ａ、７ｂの両端が軸を中心に回転自在に支持される。Ｙ軸ボールねじ７ａの一端は、本体のブラケットに固定されたＹ軸モータ８ａの出力軸と固定され、また、Ｙ軸ボールねじ７ｂの一端は、本体のブラケットに固定されたＹ軸モータ８ｂの出力軸と固定される。
【００１２】
Ｙ軸リニアガイドテーブル５ａ〜５ｂ、５ｃ〜５ｄにはそれぞれＸ軸ブラケット９ａ、９ｂが固定されており、これらのＸ軸ブラケットには、それぞれＹ軸ボールネジ７ａ、７ｂの回転によってボールネジ軸方向に直動駆動されるＹ軸ボールねじナット１０ａ、１０ｂが固定されている。Ｘ軸ブラケット９ａには、Ｙ軸リニアガイドレール３ａに関連して設けたＹ軸リニアエンコーダスケール(不図示）上の位置座標を読取るＹ軸リニアエンコーダヘッド（不図示）が固定され、またＸ軸ブラケット９ｂには、Ｙ軸リニアエンコーダスケール４ｂ上の位置座標を読取るＹ軸リニアエンコーダヘッド１１ｂが固定されている。
【００１３】
各Ｘ軸ブラケット９ａ、９ｂはＸ軸ビーム１２を支持し、このＸ軸ビーム１２の両端部付近には、軸を中心に回転自在に支持されるＸ軸ボールねじ１３ａ、１３ｂが取り付けられており、また、Ｘ軸ビーム１２には、Ｘ軸リニアエンコーダスケール１４、Ｘ軸リニアガイドレール１５ａ、１５ｂが固定されている。このＸ軸リニアガイドレール１５ａ、１５ｂに沿ってヘッドプレート１７ａ、１７ｂを取り付けたＸ軸リニアガイドテーブル１６ａ〜１６ｄ、１６ｅ〜１６ｈがＸ軸方向に往復動する。
【００１４】
ヘッドプレート１７ａには、Ｘ軸ボールねじナット１８ａが取り付けられ、またヘッドプレート１７ｂには、同様にＸ軸ボールねじナット（不図示）が取り付けられており、Ｘ軸ブラケット９ａ、９ｂに固定されたＸ軸モータ１９ａ、１９ｂは夫々Ｘ軸ボールねじ１３ａ、１３ｂと連結し、これらのＸ軸モータ１９ａ、１９ｂによってＸ軸ボールネジ１３ａ、１３ｂが回転すると、これらのＸ軸ボールねじナットはＸ軸方向に駆動される。また、ヘッドプレート１７ａ、１７ｂには、それぞれＸ軸リニアエンコーダスケール１４上の位置座標を読取るＸ軸リニアエンコーダヘッド２０ａ、２０ｂが取り付けられており、更に、ヘッドプレート１７ａ、１７ｂには、それぞれ電子部品を昇降かつ旋回自在に保持／装着することが可能な部品保持ヘッド２１ａ、２１ｂ並びに２１ｃ、２１ｄ、それにカメラと照明によって構成され電子基板３７上に設けられる基準マークの画像を撮像することが出来る画像入力装置２２ａ、２２ｂが取り付けられている。
【００１５】
上記の構成により部品保持ヘッドをＸ軸、Ｙ軸方向に移動させるＸＹロボットが構成される。
【００１６】
更に基台１には、電子基板３７を搬出入する左右一対の搬送ベルト２４ａ（一方は不図示）、左右一対の搬送ベルト２４ｂ（一方は不図示）を取り付けた基板コンベア２３ａ、２３ｂが固定されている。基板搬送ベルト２４ａは、基板搬送モータ２５ａによって駆動され、基板搬送ベルト２４ｂも、同様な基板搬送モータ（不図示）によって駆動される。
【００１７】
また、基台１には、本装置のＸ軸とＹ軸の可動範囲が形成するＸＹ平面に対して垂直なＺ軸方向に出力軸をもつ直動案内支持機構を備えた直動エアシリンダ２６ａ、２６ｂが固定されている。エアシリンダ２６ａ、２６ｂの出力軸には、コンベア用基台２７が固定され、この基台２７にはサークルガイドレール２８が取り付けられている。このサークルガイドレール２８に沿ってコンベアテーブル３０を取り付けたサークルガイドテーブル２９ａ、２９ｂが移動する。
【００１８】
コンベアテーブル３０は、コンベア用基台２７に本体が固定された基板旋回用回転型モータ３１の出力軸により回転され、その回転角度はモータ３１と一体的に設けられ、その軸位相を検出する回転角度検出器３２により検出される。コンベアテーブル３０には、基板コンベア３３が固定され、この基板コンベア３３において基板搬送モータ３５により駆動される左右一対の基板搬送ベルト３４（一方は不図示）を介して電子基板３７が移動される。基板コンベア３３の側面には、電子部品を装着する作業の対象である電子基板３７の側面を押し付けることにより電子基板３７を基板コンベア３３に固定保持する基板保持装置３６が設けられる。
【００１９】
基台１には、電子基板３７に装着すべき種々の電子部品を供給する電子部品供給装置３８ａ〜３８ｚが装備されており、電子基板３７に装着されるために用意された（若しくは既に電子部品に装着された）種々の電子部品３９（一部のみ図示される）が図示されている。４０ａ、４０ｂは電子基板３７上に予め設けられた基準マーク（図示されていないが通常もう一つの基準マークが設けられる）であり、また、予め電子基板３７の上の電子部品の装着位置や向き、基準マーク４０ａ、４０ｂの概略位置、電子部品供給装置３８ａ〜３８ｚの並び順や位置が入力されており、本装置の各部を駆動、制御し、かつ画像の解析・認識などを行う制御装置（不図示）が設けられている。
【００２０】
[動作の説明]
以上の構成における電子部品装着装置による電子部品の電子基板への装着動作を図２及び図３の流れを参照しながら以下に順を追って説明する。
【００２１】
まず、電子基板３７が、電子部品装着の前の工程より本装置に受け渡され、基板コンベア２３ａにより電子部品装着装置内に搬入される。この搬入時、基板コンベア２３ａと基板コンベア３３はそれぞれ基板搬送モータ２５ａ、３５の駆動により、基板搬送ベルト２４ａ、３４を循環させ、電子基板３７を電子部品装着作業を行う領域である基板コンベア３３上まで搬送する。この際、直動シリンダ２６ａ、２６ｂはその出力軸を収縮した状態にあり、基板コンベア２３ａと基板コンベア３３は基板搬送ベルト２４ａ、３４が同じ高さとなるように固定されており、従って電子基板３７はスムーズに基板コンベア２３ａから基板コンベア３３に受け渡される（ステップＳ１）。
【００２２】
基板コンベア３３上で予め設定されている電子部品の装着作業に適した所定の位置まで電子基板３７が到着すると、これを制御装置が判断し、基板搬送モータ３５の駆動は停止され、基板保持装置３６が駆動されて電子基板３７は基板コンベア３３に一体的に保持される（ステップＳ２）。この状態での電子基板３７が図４（Ａ）に図示されている。
【００２３】
電子基板保持作業が確実に完了した後、直動シリンダ２６ａ、２６ｂが駆動され、基板コンベア３３は電子基板３７を保持したまま、電子部品の電子基板３７への装着作業を行う所定の高さまで上昇駆動されて保持される（ステップＳ３）。この上昇は、電子基板を旋回させる基板コンベア３３と、他のコンベア２３ａ、２３ｂとの相対的な高さの差異を発生させ、電子基板の旋回により、電子基板や基板コンベアが他の基板コンベア等との干渉をおこさないようにするためである。
【００２４】
これらと同時にＹ軸モータ８ａ、８ｂが同期的に駆動され、その動力によりＹ軸ボールネジ７ａ、７ｂ、Ｙ軸ボールネジナット１０ａ、１０ｂ、Ｘ軸ブラケット９ａ、９ｂを介してＸ軸ビーム１２が装置Ｙ軸方向に駆動される。このとき、Ｘ軸ビームのＹ軸方向の位置はＹ軸リニアエンコーダスケールをＹ軸リニアエンコーダヘッドが随時読取り、その値を制御装置に伝送することによって、制御装置は位置や速度など駆動の制御を行っている。
【００２５】
同時に、Ｘ軸モータ１９ａ、１９ｂも駆動され、その動力がＸ軸ボールネジ１３ａ、１３ｂ、Ｘ軸ボールネジナットを介してヘッドプレート１７ａ、１７ｂを装置Ｘ軸方向に駆動する。従ってヘッドプレート１７ａ、１７ｂと一体的にそれぞれ部品保持ヘッド２１ａ〜２１ｂ、２１ｃ〜２１ｄ、及び画像入力装置２２ａ、２２ｂは装置Ｘ軸方向に互いに独立して自在に駆動される。この際もＹ軸と同様にＸ軸リニアエンコーダスケール１４をＸ軸リニアエンコーダヘッド２０ａ、２０ｂが随時読取り、その値を制御装置に伝送することによって、制御装置は位置や速度など駆動の制御を行う。
【００２６】
電子基板３７が既に部品装着を行なうための所定の高さまで上昇駆動され保持されていることを制御装置が確認した後に、これらの駆動により電子基板３７の上面に予め設けられた基準マーク４０ａ、４０ｂ（あるいは図示されていないが、他の基準マーク）のいずれかの上方に既に移動している画像入力装置２２ａ、２２ｂは、それぞれが分担して順次、基準マークを撮像し（ステップＳ４）、これにより撮像された画像は制御装置によって認識、演算の処理が行なわれ、電子基板の（電子部品装着装置本体がもつＸＹθ座標系における）ＸＹ位置とθ角度が算出されて記憶される（ステップＳ５）。
【００２７】
電子基板３７における基準マークの座標や電子部品の搭載位置座標、搭載すべき角度などは予め本装置の特に図示しない記憶装置に格納されており、これらのデータに基づいてすべての電子部品装着作業は行われる。基準マークの撮像が完了すると直ちに部品保持ヘッドはＸＹ方向にそれぞれ駆動されて、予め制御装置の演算によって決定された部品装着順序に沿って装着を行なうために、制御装置によって定められた順序に従い、最初に装着作業を行う電子部品の供給装置上に移動し、部品保持作業を開始する（ステップＳ６、Ｓ７）。
【００２８】
続いて、部品保持ヘッド内の保持機構によって電子部品を電子部品供給装置より取り出し、所定の電子部品を部品保持ヘッドで保持する（ステップＳ８）。この際、電子部品供給装置は装置Ｘ軸と平行に列を形成して配置されているため、２つのヘッドプレート１７ａ、１７ｂは互いに独立にＸ軸方向に移動し、部品保持ヘッド２１ａ、２１ｂのいずれかと２１ｃ、２２ｄのいずれかが同時に異なる部品供給装置より電子部品を取り出して保持する。続いてＸ軸方向にのみ２つのヘッドプレート１７ａ、１７ｂは再び互いに独立に移動し、部品保持ヘッド２１ａ、２１ｂのいずれかと２１ｃ、２２ｄのいずれか、未だ電子部品を保持していないヘッド同士が同時に部品供給装置より電子部品を取り出して保持する。なお、制御装置は予め入力された電子基板３７に対する電子部品の装着情報を元に、予め電子基板３７における装着順序を決定しており、これに基づいて電子部品の取り出しと装着を行う。このようにして、例えば部品保持ヘッド２１ａ、２１ｃに保持された電子部品６０、６１が図４（Ｂ）に概略的に図示されており、これらの電子部品６０、６１が電子基板３７の装着位置５０、５１に搭載される。
【００２９】
このとき、各部品保持ヘッドに、生産計画に基づいて所定の電子部品が全て保持されたかを判断する（ステップＳ９）。ほとんどの場合、全ての部品保持ヘッドが電子部品を保持することになるが、他の条件との兼ね合いによっては、一部の部品保持ヘッドは電子部品を保持しない場合もある。
【００３０】
部品保持が完了すると、部品保持ヘッドが保持する電子部品の装着作業を行うため、基板旋回可能な搬送フィーダが保持する電子基板上方へ部品保持ヘッドを移動させるためにＸＹロボットはＸＹ移動を開始する（ステップＳ１０）。このＸＹ移動の中に、部品保持ヘッド上に設けられる（特に図示しない）電子部品認識装置（特開平０６−０５５４１７等）によって、保持した電子部品の保持姿勢（ヘッドにおけるＸＹ位置、及びθ角度）を認識し（ステップＳ１１）、その結果を保存する（ステップＳ１２）。
【００３１】
また、このＸＹ移動と同時に基板旋回動作を開始する（ステップＳ１３）。これは、部品保持ヘッドに吸着された２つの電子部品を同時に装着するためで、基板の旋回は予め認識装置によって認識／演算を行った結果、すなわち現在の電子基板の位置や傾きを参照し（ステップＳ１４）、このデータと予め与えられている電子基板のデータをもとに、これから同時搭載を行おうとする２つの電子部品の装着位置（中心）を結ぶ直線が装置Ｘ軸と平行になるように電子基板を旋回させる（ステップＳ１５）。すなわち、モータ３１を駆動して、図５（Ａ）に図示したように、最初に同時に搭載する２つの部品６０、６１の基板装着位置５０、５１の中心５０ａ、５１ａを結ぶ直線が装置Ｘ軸と平行となるように基板コンベア３３と一体的に電子基板３７を基板コンベア３３の中心Ｏを中心にして旋回駆動させる。このとき、モータ３１の旋回角度はモーター３１と一体的に取り付けられた回転角度検出器３２によって測定され、制御装置によって制御される。
【００３２】
同時にＹ軸の駆動によりＸ軸ビーム１２は電子基板３７上の最初に同時に装着される予定の電子部品２つの装着場所を結ぶ直線上に部品保持ヘッド列が位置するように移動を開始する。このとき予め生産データとして与えられる電子基板上の電子部品６０、６１の装着すべき角度と、上記ステップＳ１５によって発生する装置本体に対する電子基板の偏角を合成して、図５（Ｂ）に示したように、電子部品６０、６１を、それに対応するだけの角度だけ部品保持ヘッド上で予め旋回させて装着工程に備える（ステップＳ１６）。これにより保持ヘッドが基板上の装着位置に到着したとき装着位置ずれを少なくすることができる。
【００３３】
同時に、Ｘ軸ビーム１２上のヘッドプレート１７ａ、１７ｂは、それぞれに固定される２本の部品保持ヘッドの内、最初に装着する部品６０、６１を保持している保持ヘッド２１ａと２１ｃが、旋回後の基板における部品装着位置５０、５１の上へ位置するようにＸ軸方向に移動する。これにより部品装着位置へのＸＹ移動は完了し（ステップＳ１７）、またこのとき基板の旋回動作は完了している（ステップＳ１８）ので、電子基板と部品保持ヘッドの位置関係は図６に示した状態となる。
【００３４】
図６から明らかなように、部品装着位置へのＸＹ移動完了時に、電子部品の吸着姿勢と装着位置に通常誤差が発生するので、基板を微小旋回にさせ、ヘッドをＸＹ方向に微小に移動させ、また部品を微小にθ回転させることにより位置補正動作を開始する（ステップＳ１９）。このとき、予め認識によって得た、部品保持時に生じる部品保持位置ずれ量を参照する（ステップＳ２０）。
【００３５】
この補正は、ステップＳ２１〜Ｓ２３に従って行なわれる。
【００３６】
部品保持ヘッド２１ａ、２１ｃに保持された２つの電子部品６０、６１のそれぞれの中心位置６０ａ、６１ａを結ぶ直線Ｌ１は、図６に示すように、ヘッドに電子部品を保持する工程において発生する電子部品の中心位置と部品吸着ノズルの軸芯位置とのズレによって、部品装着装置のＸ軸（Ｌ２）とは微少に傾きをもつ。これを補正するために、これから同時に装着を行おうとする２つの電子部品６０、６１の中心位置を結ぶ直線Ｌ１と、電子基板上でこれらの電子部品が装着される位置５０、５１の中心５０ａ、５１ａを結んで形成される直線Ｌ２が平行となるように、基板角度の微少な補正旋回を実施する（図７、ステップＳ２１）。
【００３７】
また、上記ステップＳ２１による電子基板３７の旋回によって、電子部品６０、６１の装着位置の中心座標５０ａ、５０ｂは装置Ｘ方向、Ｙ方向にそれぞれ微少に移動してしまう。これを補正するためのＸＹ移動を行い、２つの電子部品６０、６１のＸＹ位置６０ａ、６１ａをそれぞれ電子基板上の装着位置のＸＹ位置５０ａ、５０ｂと一致させるために、微少のＸＹ移動を行う（図８、ステップＳ２２）。
【００３８】
さらに、上記ステップＳ２１による電子基板３７の旋回によって、ステップＳ１６にて予め準備した部品保持ヘッド上の電子部品の角度と、電子基板における装着すべき電子部品角度は微少に偏角を持つことになる。従ってこれを補正するために、図９に示したように、微少な電子部品の旋回動作を行い、電子基板上の電子部品装着角度と電子部品保持ヘッド上の電子部品角度を一致させる（ステップＳ２３）。
【００３９】
但し、詳細には、ステップＳ２１〜Ｓ２３の動作により、相互に補正量に影響を与え合うために電子部品の位置と装着位置とはさらに微細のずれ量を残してしまう。従って、いずれかの結果をみて他の移動を行うと、ずれ量が電子部品装着装置として許容される量となるまで、繰返しステップＳ２１〜Ｓ２３の補正を行うことになるので、部品保持ヘッド上の電子部品と、電子基板上の電子部品装着位置／角度は全て一致するように、予め演算装置によってステップＳ２１〜Ｓ２３の全ての移動量を決定し、これらの動作を同時に処理する。これにより図６の状態から図９の状態にもっていくことができる。
【００４０】
以上の処理で、電子部品の補正作業が完了し、全ての位置決めが完了するので、部品保持ヘッドは電子部品を下降させて電子基板に接触させ、その保持を中止した後に保持ヘッドのみ上昇して、電子部品の装着作業を完了する（ステップＳ２４）。
【００４１】
互いに独立自在にＸ軸方向に移動可能な部品保持ヘッドを２組以上有する（一つのヘッドプレートに２つ以上の部品保持ヘッドを有する）場合には、続いて部品装着作業を行い、全ての部品保持ヘッドが保持する電子部品の装着作業が完了するまで、これまでの動作を繰り返す（ステップＳ２５）。なお、同時に装着作業を行う部品保持ヘッドは、ヘッドプレート１７ａに設けられた部品保持ヘッド２１ａ〜２１ｂのいずれか一方と、ヘッドプレート１７ｂに設けられた部品保持ヘッド２１ｃ〜２１ｄのいずれか一方の組合せならどれでも良く、この組合せは制御装置により決定される。例えば、上記では部品保持ヘッド２１ａと２１ｃが最初に同時に装着作業を行ったので、次に部品保持ヘッド２１ｂと２１ｄが同時に装着作業を行う。
【００４２】
予め計画された電子基板上への電子部品の装着作業が完了するまで、ここまでの動作を繰返して、電子部品の装着作業を行う（ステップＳ２６）。
【００４３】
全ての電子部品装着作業が完了した後、電子基板の旋回による部品間の干渉を回避するために上昇させていた基板コンベア３３を、上昇前と同一の角度に旋回させて他のコンベアと同一の角度に揃え、かつ下降させて、他の基板コンベアと同一の高さに揃える。直動シリンダ２６ａ、２６ｂは基板コンベア３３を下降させるべく駆動され、基板コンベア３３は基板コンベア２３ｃと同じ高さにて停止、固定される（ステップＳ２７）。
【００４４】
続いて、電子基板の基板コンベアヘの保持機構を解除して、電子基板を搬出可能とし（ステップＳ２８）、モータにより基板駆動ベルト３４並びに２４ｂを駆動させることで電子基板３７は基板コンベア３３から基板コンベア２３ｂへと受け渡され（ステップＳ２９）、全ての電子部品装着作業が完了する。
【００４５】
なお、上記処理において、電子基板３７の旋回角度を小さく押さえるような電子部品の搭載順序を制御装置によって設定することにより、電子基板３７の旋回角度を低く、また旋回所要時間を短く押さえるようにすると、電子基板３７に既に装着した部品の基板旋回での遠心力によるずれを防止し、かつ装着の所要時間を短くできる。
【００４６】
さらに、いま装着作業を行おうとする電子部品の電子基板３７上の装着位置が、その電子部品の供給装置がある電子部品供給装置列に対して遠い側にある場合、部品保持ヘッド２１ａ〜２１ｂ、２１ｃ〜２１ｄが当該電子部品を部品供給装置３８ａ〜３８ｚから取り出すために、Ｘ軸ビーム１２がＹ軸方向に移動を行って、部品保持ヘッド２１ａ〜２１ｂ、２１ｃ〜２１ｄを部品供給装置３８ａ〜３８ｚの方向へ移動し、電子部品を保持し、電子基板３７の上方へ移動する間に、電子基板３７を旋回させて電子部品の供給場所と装着位置との距離を短くする動作を行うことにより、Ｘ軸ビームのＹ軸方向の移動距離を短くして搭載を行う、という動作を必要に応じて行う。
【００４７】
同様に、特公平８−８４３３号公報のように、Ｘ軸ビーム１２を複数有するＸＹ装置を用いた部品装着機の場合においては、同公報に記載されているように、複数のＸ軸ビーム１２はＹ軸方向に電子基板３７全域をカバーするように共有する作業領域が必要であり、従ってＸ軸ビーム１２のＹ軸方向ストロークは大きなものを要求されるが、本発明の方式では、複数のＸ軸ビーム１２は電子基板３７上においてＹ軸方向の可動領域を共有しなくとも、電子部品を保持しているＸ軸ビーム１２のＹ軸方向可動範囲外にある装着位置については、電子基板３７を旋回させて、その装着位置を上記Ｘ軸ビーム１２のＹ軸方向可動範囲内に移動させることで目的の装着作業を行うことが可能になる。
【００４８】
また、既に電子基板３７に装着作業を行なった電子部品について、電子基板３７に予め塗布された接着剤や半田ペーストの種類、装着された電子部品の大きさや重量のデータを予め本装置の特に図示しない演算装置に入力しておき、それらに基づいて判断し、接着強度や半田ペーストによる電子部品の保持力が弱いときや、大きな電子部品が既に装着されているときなどは、電子基板３７の旋回動作を緩慢に行うなど、現在の電子基板３７上の状況に基づいて電子基板３７の旋回速度を制御することにより、電子基板３７上で搭載された電子部品が搭載位置からずれることを防ぐように動作させる。
【００４９】
[他の実施形態]
なお、図１における基板コンベア３３の昇降装置を、基板コンベア２３ａならびに基板コンベア２３ｂに設け、基板搬入搬出時にはこれらの基板コンベア２３ａ、２３ｂを上昇させ、電子部品の装着作業を行う際に下降させる構造でもかまわない。この場合、基板旋回用のモータを昇降させる必要がなくなり、コンベア昇降用のアクチュエータの出力は小さいものにすることができる。
【００５０】
また、図１に示す基板コンベア３３の昇降は、基板コンベア２３ａ、２３ｂとの干渉を防ぐ目的のものであり、従って上記を含めて基板旋回動作が必要な際に相対的に高さの差が得られれば良いのであって、基板コンベア３３が当初上昇している状態で基板コンベア２３ａ、２３ｂと同一の高さになっており、電子部品装着時に下降する方法でもよく、逆に当初基板コンベア２３ａ、２３ｂが下降しており基板コンベア３３と同一の高さになっていて、電子部品装着時に上昇する方法であっても構わない。
【００５１】
さらに、旋回を行う基板コンベア３３の旋回により、基板コンベア３３と基板コンベア２３ａ、２３ｂとが干渉する部材（公知の基板コンベアの幅調整機構など）が存在しない場合には、基板コンベア３３と基板コンベア２３ａ、２３ｂの相対的な高さの差による干渉回避を行う必要は無く、したがって基板コンベア昇降装置は不要となる。
【００５２】
また、上記実施形態に示すようにＸ軸ビームがＹ軸方向に駆動されるのではなく、旋回機能を有した電子基板保持部がＹ軸方向に駆動された場合でも、同様に２つの電子部品の同時装着は可能であり、この場合、Ｘ軸自身は装置本体に固定されているためにその重量や寸法が大きくともＹ軸の駆動手段に対する負荷に影響を与えず、従ってＹ軸駆動手段の出力を小さいものに抑えることができる。
【００５３】
同様の理由により、ＸＹロボットが基板に対して旋回可能となるように旋回自在な支持部材と旋回の駆動源（モータ等）を有する構成であっても、相対的なＸＹロボットと電子基板との旋回が得られるので、２つの電子部品の同時装着は可能である。
【００５４】
また、上記実施形態において、Ｘ軸ビーム上での部品保持ヘッドの駆動源、及びＹ軸方向にＸ軸ビームを駆動する駆動源をそれぞれリニアモータとすることで、ボールねじやタイミングベルト等の駆動力伝達手段が不要となり、かつ、リニアモータにおいて固定子と呼ばれる二次側を、複数の可動子と呼ばれる一次側が共有できることから、極めて簡潔な構造で高精度な位置決め動作や高加速度／高速度の駆動が可能となる。
【００５５】
また、上記のものを更に改良し、Ｘ軸には一般的に比較的軽量かつ小型であることを特徴とし、コアレス型とよばれ、その一次側に鉄心を持たないコイル、二次側に永久磁石を用いるムービングコイル形式のリニアモータ、Ｙ軸には一般的に発熱が小さく、大推力を特徴とし、コア付型とよばれ、その一次側に鉄心を有するコイル、二次側に永久磁石を用いるムービングコイル形式のリニアモータ、若しくは一次側に永久磁石とコイル、鉄心を有し、二次側には櫛歯状の鉄心のみを有することを特徴とし、低発熱性を有するＨＤ型と呼ばれるリニアモータを用いることで、Ｘ軸、Ｙ軸それぞれに要求される性能に対してリニアモータを最適に配置することが可能になり、従って装置全体の小型化、軽量化が可能になる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、少なくとも２つの部品保持部（保持ヘッド）を備えたＸＹロボットを用いて各保持部で保持された電子部品を電子基板に同時に装着する場合、ＸＹロボットと電子基板を相対的に旋回させるようにしているので、部品装着位置において高精度な位置決めを行うことができ、また部品の保持位置と装着位置間に微小な位置ずれがある場合にはこれを補正して装着するので、高速にしかも高精度で電子部品を基板に同時装着することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】部品装着装置の全体の構成を示す斜視図である。
【図２】電子部品の同時搭載の流れを示すフローチャート図である。
【図３】図２に続く、電子部品の同時搭載の流れを示すフローチャート図である。
【図４】電子部品の保持並びに搭載位置を示す説明図である。
【図５】基板の旋回並びに電子部品の旋回を示す説明図である。
【図６】ＸＹロボットを装着位置に移動させたときの状態を示す説明図である。
【図７】部品搭載位置における位置ずれを補正するために基板を旋回させる状態を示した説明図である。
【図８】部品搭載位置における位置ずれを補正するためにＸＹロボットを移動させる状態を示した説明図である。
【図９】部品搭載位置における位置ずれを補正するために部品を旋回させて位置合わせを行った状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１２Ｘ軸ビーム
２１ａ〜２１ｄ部品保持ヘッド
２３ａ、２３ｂ基板コンベア
３３基板コンベア
３７電子基板
５０、５１部品装着位置
６０、６１電子部品

Claims

Ｘ軸方向に互いに独立して移動可能な少なくとも２つの電子部品保持部を備えたＸＹロボットを用いて各電子部品保持部で保持された電子部品を電子基板に同時に装着する電子部品装着装置において、
電子部品を装着する電子基板を旋回させる手段と、
該電子部品保持部が行う、電子部品を取り出すための部品供給装置の方向への移動、該電子部品の保持、及び、電子基板の上方への移動の間に、電子基板を旋回させて、電子部品の供給場所と装着位置との距離を短くしながら、
電子基板を旋回させると同時に、該電子部品保持部を部品装着位置に移動させ、部品装着位置において電子部品の保持位置と装着位置間の位置ずれを補正して電子部品を電子基板に同時に装着することを特徴とする電子部品装着装置。
前記電子基板の旋回は、電子部品の搭載位置の中心を結ぶ線がＸ軸にほぼ平行になるように行なわれ、その旋回に応じて電子部品の保持角度が旋回されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
前記位置ずれの補正は、電子基板とＸＹロボットの相対旋回量、電子部品のＸＹ保持位置、電子部品の保持角度のうち一つあるいは複数を補正することにより行なわれることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品装着装置。