JP4514321B2

JP4514321B2 - Component mounting equipment

Info

Publication number: JP4514321B2
Application number: JP2000374427A
Authority: JP
Inventors: 智之中野; 毅栗林; 智則佐野; 幸治小寺; 洋美木下
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2020-12-08
Also published as: JP2002176291A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品などの部品を電子回路基板などの回路形成体に実装する部品実装装置、並びに部品実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術における部品実装装置につき、図面を参照して説明する。図１３は、従来の技術による部品実装装置５０の概要を示す。図において、部品実装装置５０は、電子部品などの実装すべき部品を供給するパーツカセット方式の部品供給装置からなる部品供給部２、及びトレイ方式の部品供給装置からなるトレイ供給部３と、両供給部２、３から部品を取り出して回路形成体に実装する複数のノズルを備えた部品実装ヘッド４と、部品実装ヘッド４を所定位置に搬送するＸＹロボット５と、部品実装ヘッド４に保持された部品の保持状態を撮像して認識する部品認識装置６と、部品実装装置５０に回路形成体を搬入して保持する回路形成体保持装置７と、多種類の部品に応じた部品吸着用のノズルを用意するノズルステーション８と、部品実装装置全体の動作を制御する制御装置９とを主な構成要素としている。
【０００３】
図１３において、部品供給部２には、多数の部品をテープ状に巻き取ったリールを備えるパーツカセット方式の部品供給装置１９がセットされている。部品実装ヘッド４には、負圧を利用して部品１３を吸着して取り出すノズル１２を備えた複数のノズルヘッド１１が取り付けられている。図示の部品実装装置５０は、複数のノズルヘッド１１が装着された部品実装ヘッド４を備えており、図示の例では４つノズルヘッド１１を装着している。各ノズル１２は、図示のＺ軸を中心とした回転による角度補正（θ回転）が可能である。ＸＹロボット５は、部品実装ヘッド４を図のＸ方向及びＹ方向に平面状に搬送する。回路形成体保持装置７は、電子回路基板などの回路形成体１４を搬入して保持する。回路形成体１４には、前記の電子回路基板の他にも、昨今では部品の上に更に別の部品を実装するケースや、電子機器の筐体に直接部品を実装するケースなどがある。部品認識装置６は、各ノズル１２に吸着された部品１３の保持状態を下から撮像して認識する。
【０００４】
以上の構成にかかる部品実装装置５０の動作時は、部品供給装置１９により部品供給部２に供給された部品１３の真上に移動した部品実装ヘッド４が、各ノズル１２を下降させて部品１３に当接させ、負圧によって部品１３を吸着して部品供給部２から取り出す。次に、部品実装ヘッド４は、各ノズル１２に部品１３を吸着保持したまま、ＸＹロボット５によって部品認識装置６に対向する位置に向けて搬送される。部品認識装置６は、部品実装ヘッド４が部品認識装置６に対向する位置を所定速度で通過する際に、部品実装ヘッド４の各ノズル１２に吸着して保持された部品１３を撮像して認識する。前記認識結果に基づいて、部品１３の所定吸着状態に対する位置、および角度のずれが計測される。
【０００５】
実装すべき回路形成体１４へ向けて移動中の部品実装ヘッド４は、制御装置９からの指令に基づいて前記計測結果による必要な移動量と角度のずれを補正しつつ、まず１つのノズル１２に吸着された部品１３を回路形成体１４の所定位置に位置合わせして停止し、当該ノズル１２を下降させて吸着された部品１３を実装する。以下、同様に、他の各ノズル１２に吸着された部品１３に対しても位置合わせし、ノズル１２を下降させて各吸着された部品１３を回路形成体１４上に順次実装する。
【０００６】
図１３に示す部品実装装置５０のＹ方向奥側には、トレイパレットに多数の部品を収納して供給するトレイ供給部３が設けられている。このトレイ供給部３からは、主として大型の部品が部品実装装置に供給される。トレイパレットにより供給される部品１３は、その上方に位置する移載ノズル５１に吸着され、図のＸ方向の横側に設けられた吸着パット５２に移し変えられる。図１４は、このトレイ供給部３の詳細を示している。図において、トレイパレット３１には部品１３が収納されてトレイ本体部３２にセットされている。移載ノズル５１は、部品１３を吸着可能であり、移載軸５３に図のＸ方向に往復可能に取り付けられている。移載ノズル５１は、移載軸５３内に取り付けられたサーボモータにより駆動される。トレイパレット３１のＸ方向右側には、部品実装ヘッド４に装着されたノズル１２の数（図１に示す例では４つ）と同数の吸着パット５２が、ノズル１２の間隙ピッチと同一ピッチで、部品実装装置本体に固定されている。
【０００７】
以上のように構成されたトレイ供給部３においては、部品実装に先行して予め移載ノズル５１がトレイパレット３１により供給された部品１３を吸着し、この部品１３をＸ方向に搬送して各吸着パット５２に順次セットする。図１４に示す例においては、すでに２つの部品１３が吸着パット５２にセットされており、あとこれを２回繰り返すことによって、４つの吸着パット５２の全てに部品１３がセットされる。図１３に戻って、これらセットされた部品１３を回路形成体１４に実装する際には、部品実装ヘッド４が吸着パット５２上に移動し、部品実装ヘッド４に装着された４つのノズル１２が同時に下降し、同一ピッチに配列されている部品１３を同時に吸着する。以下、部品認識装置６による認識と、位置補正後の実装に関しては、先のパーツカセット方式の部品供給装置１９から供給する場合と同様である。
【０００８】
図１３において、部品実装装置５０のやはりＹ方向奥側で上述のトレイ供給部３に隣接した位置には、ノズルステーション８が設けられている。部品１３を吸着すべきノズル１２は、部品１３のサイズやスペックに合わせた適切なノズルを使用することが好ましい。このために、異なるサイズや仕様のノズル１２がこのノズルステーション８に準備されている。図１５は、ノズルステーション８に配列して準備された各ノズル１２を模式的に示している。各ノズル１２には図の上方に示す部品実装ヘッド４に装備されたノズルヘッド１１がアクセス可能である。図１５に示す例においては、４つのノズルヘッド１１に対応して、４列に配列されたノズル１２が４行分用意されている。図では、Ｙ方向奥側から各行毎に、微小サイズ（ＳＳ）、小サイズ（Ｓ）、中サイズ（Ｍ）、大サイズ（Ｌ）の各ノズルがそれぞれ４つずつ４列に配置された状態を示している。但し、この配列は一例を示したものであり、生産目的に応じて任意に変更が可能である。なお、本明細書における配列に関しては、Ｘ方向（図の左右方向）の並びを「列」、Ｙ方向（図の前後方向）の並びを「行」と呼ぶものとし、以下、部品、回路形成体の配列に関しても同様に呼ぶものとする。ノズルステーション８に配置された各ノズル１２の列間のピッチは、ノズルヘッド１１の間隙ピッチと一致している。
【０００９】
ノズル交換に際しては、部品実装ヘッド４の４つのノズルヘッド１１に取り付けられたノズル１２が、同時に交換される。すなわち、ノズルステーション８に移動した部品実装ヘッド４の４つのノズルヘッド１１がノズルパレット５６に向けて下降し、現在取り付けられているノズル１２を元の行（例えば、図のＳＳの行）に同時に戻す。その後、次に装着すべきノズル１２の行（例えば、図のＭの行）まで移動して、各ノズルヘッド１１がその行にある４列のノズル１２に下降して同時にこれを取り付ける。このため、ノズルステーション８には、４列、４行の計１６個のノズルが配置されているものの、一行ごとのノズル同時交換となるため、４種類（４行）のノズル組み合わせのバリエーションしか持てないことになる。あるいは、これを各ノズルヘッド１１毎の任意の組み合わせにかかるノズル１２を取り付けようとした場合には、１つのノズルヘッド１１ごとに部品実装ヘッド４が移動して位置合わせをする必要があり、ノズル交換に多くの時間を費やすこととなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする諜題】
以上のように、従来技術による部品実装装置５０には幾つかの問題があった。部品実装ヘッドに装着された複数のノズルヘッドは固定されたままであり、したがってノズルヘッドの間隙ピッチも固定されていた。このため、部品を吸着する際に、各ノズルヘッドの間隙ピッチが部品供給部における各部品間の間隙ピッチとたまたま一致している場合は良いが、僅かでも両ピッチ間に相違があった場合には各ヘッドによる部品の同時吸着ができなかった。同時吸着ができない場合、部品実装ヘッドに装着された各ノズルヘッド毎に位置決めをして部品吸着をする必要があり、多くの時間を費やすこととなる。このため、折角の複数ヘッドを備えていても、生産性を改善する効果が損なわれていた。
【００１１】
同様に、複数の各ノズルの間隙ピッチが、回路形成体における部品の実装ピッチと僅かでも一致していない場合には、各ノズルごとに、部品実装ヘッドが移動して回路形成体の所定の実装位置にノズルを位置合わせする必要があり、これも多くの時間を必要とし、複数ノズルを備えることの効果が損なわれていた。多面取り回路形成体へ部品実装する場合においても、この面取りのパターンピッチが先の各ノズルヘッドの間隙ピッチと一致していない場合にも、同様な問題があった。
【００１２】
次に、ノズル交換に際しては、部品実装ヘッド４に各ノズルヘッド１１が固定されているため、ノズルステーション８のノズルパレット５６に設けられた一行ごとの同時取替えしかできず、ノズルの組み合わせバリエーションには極端な制約があった。あるいは、各ノズルヘッド１１に対して個別のノズル１２を任意に選択させようとした場合には、部品実装ヘッド４が各ノズルヘッド１１ごとに、旧ノズル１２の返却と、新ノズル１２の取り出しのため、ノズルパレット５６上を移動する必要があり、多くの工数を要し、生産効率の低下を招いていた。
【００１３】
さらに、従来では、部品実装ヘッドの複数のノズルヘッドの数や間隙ピッチに対し、部品供給部（トレイ供給部を含む）における部品の配列数と部品の配列ピッチ、多面取り回路形成体の面取り数や面取りのパターンピッチなどがうまく整合された設計となっておらず、部品実装システム全体として見た場合、複数ノズルを装着することによる生産効率の改善メリットを十分有効に生かし切る部品実装方法とはなっていなかった。
【００１４】
したがって、本発明は、以上のような従来技術による問題点を解消し、複数ノズルを装着する部品実装装置の利点を生かして複数部品の同時吸着、複数部品の同時実装、多様な組み合わせにかかるノズルの同時変換を可能とし、タクトロスとなる要因を極力排除して生産効率を高めることができる部品実装装置、並びに部品実装方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記のような課題を、複数のノズルヘッドが前記部品実装ヘッドに対して、回路形成体の部品実装面に略平行な平面上を各々独立して移動可能に保持する機構を備えていることなどの対応により解決しようとするものであり、具体的には以下の内容を含む。
【００１６】
すなわち、請求項１に記載の本発明は、部品供給部から部品を吸着して取り出し、当該部品を回路形成体の所定位置に実装する複数のノズルヘッドを有する部品実装ヘッドを備えた部品実装装置であって、前記複数のノズルヘッドが、前記回路形成体の部品実装面に略平行な平面を、前記部品実装ヘッドに対して各々独立して移動可能に保持する機構を備え、前記複数のノズルヘッドが配列された方向をＸ方向、前記複数のノズルヘッドが移動可能な平面内にて前記Ｘ方向と直交する方向をＹ方向としたとき、前記複数のノズルヘッドの各々を前記部品実装ヘッドに対してＸ方向に独立して移動させる第１の移動手段と、前記第１の移動手段をＹ方向に独立して移動させる第２の移動手段との双方からなる前記複数のノズルヘッドを移動可能に保持する機構を、各ノズルヘッドが個別に備えていることを特徴とする部品実装装置に関する。複数のノズルヘッドが独立移動可能とすることで、部品の同時吸着、同時実装を可能にするものである。
【００１８】
請求項２に記載の本発明にかかる部品実装装置は、前記第１の移動手段と前記第２の移動手段との双方が、サーボモータ及びボールねじにより駆動されるものであることを特徴としている。
【００１９】
請求項３に記載の本発明にかかる部品実装装置は、前記第１の移動手段と前記第２の移動手段とのいずれか一方、もしくは双方が、リニアモータにより駆動されるものであることを特徴としている。
【００２０】
請求項４に記載の本発明にかかる部品実装装置は、前記部品実装装置が、複数のノズルを収納するノズルステーションを更に備え、前記ノズルステーションに収納されたノズルが前記Ｘ方向とＹ方向との碁盤状に配置され、前記複数のノズルヘッドによるノズル交換時には、Ｘ方向に沿っては各ノズルヘッドが各ノズルに対応した位置に位置決めされ、Ｙ方向に沿っては各ノズルヘッドが任意の行のノズルにアクセスし、前記複数のノズルヘッドが同時にノズル交換できることを特徴としている。複数のノズルヘッドに取り付けられるノズルの組み合わせバリエーションの増加を図るものである。
【００２５】
請求項５に記載の本発明にかかる部品実装装置は、複数のノズルヘッドの間隙ピッチを調整することにより、前記部品供給部における部品の同時吸着、又は前記回路形成体への部品の同時実装のいずれか一方、もしくは双方を可能とすることを特徴としている。
【００２６】
請求項６に記載の本発明にかかる部品実装装置は、前記部品供給部における部品の同時吸着が、トレイパレットに部品を配列して供給するトレイ供給部からの直接同時吸着するものであることを特徴としている。従来技術にある部品の移載による無駄を排除するものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる第１の実施の形態の部品実装装置につき、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかる部品実装装置１の概観を示している。図において、従来技術で説明したものと同一構成要素にかかるものに対しては同一の符号を付している。本実施の形態にかかる部品実装装置１は、電子部品などの実装すべき部品を供給するパーツカセット方式の部品供給装置１９からなる部品供給部２、及びトレイ方式の部品供給装置からなるトレイ供給部３と、両供給部２、３から部品を取り出して回路形成体１４に実装する複数のノズルヘッド１１を備えた部品実装ヘッド４と、部品実装ヘッド４を所定位置に搬送するＸＹロボット５と、部品実装ヘッド４に保持された部品１３の保持状態を撮像して認識する部品認識装置６と、部品実装装置１に回路形成体１４を搬送して保持する回路形成体保持装置７と、多種類の部品に応じた吸着用のノズル１２を用意するノズルステーション８と、部品実装装置１全体の動作を制御する制御装置９とを主な構成要素としている。以上の構成は、図１３を使用して説明した従来技術による部品実装装置と同様である。
【００３７】
本実施の形態にかかる部品実装装置１においては、部品実装ヘッド４に装着された複数のノズルヘッド１１の各々が、部品実装ヘッド４に対してそれぞれ独立して移動可能に装着されている。図２はその詳細を示している。図において、部品実装ヘッド４には、図示の例では４つのノズルヘッド１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが装着されており、各ノズルヘッドにはそれぞれノズル１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが取り付けられている。そして、各ノズルは、部品１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄをそれぞれ吸着している。ここでは、特定のノズルヘッド、ノズル、部品を説明する場合を除き、総称としては一般にノズルヘッド１１、ノズル１２、部品１３と呼ぶものとする。各ノズルヘッド１１は、矢印で示すように、部品実装ヘッド４に対してそれぞれ図のＸ方向及びＹ方向に独立して移動可能な構造となっている。ここで、Ｘ方向は、ノズルヘッド１１が配列された方向であり、Ｙ方向は、前記Ｘ方向に直交する方向である。
【００３８】
各ノズルヘッドの可動構造につき、図３の拡大図を参照して説明する。図３は、部品実装ヘッド４に装着された１つのノズルヘッド１１のみを取り出して表示した斜視図である。図３において、ノズルヘッド１１には、ノズル１２が取り付けられ、ノズル１２はＶＣＭ（ボイスコイルモータ）１５によって昇降駆動が可能である。このノズル１２は、吸着した部品の傾斜角を補正するため、図示しないサーボモータの駆動により、ベルトを介して図のＺ軸を中心とした回転（θ回転）が可能である。従来技術においては、ノズルヘッド１１は部品実装ヘッド４（図２参照）に固定されていた。本実施の形態においては、図のＸ方向、Ｙ方向にそれぞれ移動可能な構造を介して部品実装ヘッド４に取り付けられている。
【００３９】
この内、ノズルヘッド１１のＸ方向の移動は、ノズルヘッド１１をＸ方向に移動可能に固定する固定プレート２１に取り付けられた正逆回転可能なサーボモータ１６の駆動により、ボールねじ１７を介してノズルヘッド１１がリニアガイド１８上を移動するよう構成されている。これに対してノズルヘッド１１のＹ方向の移動は、以下のように構成されている。ノズルヘッド１１を固定する固定プレート２１に取り付けられた４本のスライドシャフト２２が、部品実装ヘッド４に固定される支持プレート２３に設けられた４つの貫通孔２４に、それぞれＹ方向にスライド可能に嵌装されている。支持プレート２３に固定された正逆回転可能なサーボモータ２６によりボールねじ２７を回転することによって固定プレート２１がＹ方向に駆動される。この固定プレート２１の駆動によって、固定プレート２１に取り付けられたノズルヘッド１１もＹ方向に駆動される。
【００４０】
各ノズルヘッド１１には、以上のような移動可能に保持する構造が個別に設けられている。各ノズルヘッド１１が部品実装ヘッド４に対してＸ方向、及びＹ方向に移動可能であることは、各ノズルヘッド１１が、部品実装がされる回路形成体１４（図１参照）の実装面に対して略平行な平面上を移動可能であることを意味する。なお、上述の各ノズルヘッド１１のＸ方向、及びＹ方向の駆動は、ボールねじ１７、２７を介した駆動のものに限定されるものではなく、例えばリニアモータによる駆動であってもよい。また、本実施の形態では各ノズルヘッド１１がＸ方向及びＹ方向共に移動可能な機構を備える好ましい形態となっているが、目的に応じていずれか一方向のみを移動可能とすることも勿論可能である。
【００４１】
図１に戻って、以上の構成にかかる本実施の形態にかかる部品実装装置１の動作を説明する。まず、電子回路基板などの回路形成体１４が回路形成体保持装置７に搬入される。部品実装ヘッド４は、ＸＹロボット５により、部品１３を供給する部品供給部２に位置決めされる。部品実装ヘッド４の各ノズルヘッド１１は、各ノズル１２によって同時に部品１３が吸着できるよう、各ノズル１２の吸着位置調整を行う。吸着位置調整が行われた各ノズル１２は、部品供給部２の部品１３に向かって下降し、４本のノズルで同時に部品１３の吸着動作を行う。
【００４２】
次に、各ノズル１２により同時吸着された部品１３は、ＸＹロボット５による部品実装ヘッド４の移動により、部品認識装置６上に位置決めされる。そして、部品認識装置６の認識結果に応じて、各ノズル１２の基準点と部品１３の基準点とのずれ量が算出される。本実施の形態にかかる部品実装装置１においては、各ノズルヘッド１１が独立してＸ方向、Ｙ方向に移動可能であるため、各ノズルヘッド１１毎に位置補正が可能である。部品実装ヘッド４が回路形成体１４に対向する所定位置まで移動すると、各ノズル１２は、制御装置９の指令に基づいてそれぞれ独立して位置補正が加えられ、各ノズル１２に吸着された部品１３全てが回路形成体１４に同時に実装される。従来技術では、各ノズル１１毎の位置補正を部品実装ヘッド４が移動して個別に行い、順次実装していた動作を、前記独立した位置補正によって同時実装を行うことができ、大幅な生産効率の改善をもたらす。また、各ノズル１２が独立して移動可能であることから、例えば回路形成体１４における多面取りのピッチであるパターンピッチがノズル１２の間隙ピッチと一致していなくとも、ノズル１２が独立して移動できる許容範囲である限り、同時実装が可能である。なお、個々の実装部品１３に対する位置決めに関してのプログラムは、入力操作部１０により行うことができる。
【００４３】
図１において、本実施の形態にかかる部品実装装置１のトレイ供給部３においては、図１４を参照して説明した従来技術による部品実装装置５０に示す移載ノズル５１、及びこれに関連した吸着パレット５２、移載軸５３が除かれている。この概要を、図４を参照して説明する。図において、実装すべき部品１３を収納した所定のトレイパレット３１が、部品実装ヘッド４の各ノズル１２が吸着動作できる位置までトレイ本体部３２から引き出される。次に、部品実装ヘッド４は、トレイパレット３１の吸着位置に位置決めされ、各ノズルヘッド１１からノズル１２が下降して所定の部品１３を同時に吸着する。
【００４４】
本実施の形態においては、上述のように、部品実装ヘッド４に装着された図示の４つのノズルヘッド１１は、単独で移動可能である。したがって、部品実装ヘッド４がトレイパレット３１に対向する位置に到着するまでの間に、各ノズルヘッド１１の間隙ピッチが、トレイパレット３１の同一列に配列された部品１３の間隙ピッチと等しくなるよう調整される。これによって、各ノズル１２による部品１３の同時吸着が可能となり、従来技術による移載ノズル５１を利用した部品の置き換えに要する手間を省くことができ、生産性を大幅に改善することができる。
【００４５】
なお、図４に示すように、トレイパレット３１の一行に配列できる部品１３の数を、ノズルヘッド１１の数の整数倍（図の例では、ノズルヘッド１１の４つに対して、部品はその２倍の８つを配列）となるよう設計することにより、部品実装ヘッド４の数回の部品吸着によって丁度一行分の全ての部品を使い切ることができる。これにより、部品吸着時におけるノズル１２の一部が半端となってあまりが生ずることもなく、生産性を改善することができる。この内容に関しては更に後述する。
【００４６】
次に、本実施の形態にかかる部品実装装置１では、独立して移動可能な複数のノズル１２を備えた部品実装ヘッド４を利用することにより、使用されるノズル１２の組み合わせバリエーション数を大幅に増やしている。図５は、図１に示す部品実装装置１のノズルステーション８におけるノズル交換動作の概要を示している。図５（ａ）は、部品実装ヘッド４に装着された各ノズルヘッド１１がノズルステーション８に移動し、取り付けられている各ノズル１２をノズルパレット５６の元の位置に返却する状況を示している。図示する例においては、図の左から順に、ノズルヘッド１１ａにはＬノズル、ノズルヘッド１１ｂにはＭノズル、ノズルヘッド１１ｃにはＳノズル、ノズルヘッド１１ｄにはＳＳノズルがそれぞれ取り付けられている。各ノズルヘッド１１は、図に示すＹ方向に各個に移動可能であることから、部品実装ヘッド４が個別に移動するまでもなく、各ノズルヘッド１１がそれぞれ矢印で示すようにＹ方向に所定量移動し、取り付けていたノズル１２を所定の場所に同時に返却することができる。
【００４７】
その後、図５ｂに示すように、次に吸着すべき部品に適したノズル１２を取り付けるべく、各ノズルヘッド１１は、同じくＹ方向に所定量移動し、必要なノズル１２にアクセスして、全てのノズルヘッド１１で同時に所定のノズル１２を取り付ける。図示の例では、ノズルヘッド１１ａがｓノズル、ノズルヘッド１１ｂがＬノズル、ノズルヘッド１１ｃがＳＳノズル、そしてノズルヘッド１１ｄがＭノズルを取り付ける様子を示している。この間、部品実装ヘッド４の移動は不要である。
【００４８】
このように、各ノズルヘッド１１におけるノズル１２の選択を任意に行うことができ、かつその取り付けを全ノズル同時に行うことができる。従来技術によるものでは、同時に変更できるのは同一行にあるノズルの組み合わせに限定されていた。したがって、本実施の形態によれば、従来のものに比べて４倍のノズルの組み合わせバリエーションを得ることができる。あるいは、従来技術によるもので任意のノズル１２を選択する場合には、部品実装ヘッド４が各ノズルヘッド１１ごとに、その取り付けるべきノズルの位置まで移動する必要があった。したがって、本実施の形態によれば、従来のものに比べて１／４のノズル交換時間で任意に選択されたノズルの同時取替えが可能となる。
【００４９】
以上、本実施の形態にかかる部品実装装置の特性につき説明してきたが、以上の説明の中に含まれる、ｉ）複数のノズルによる同時部品実装、ii）複数のノズルによるトレイ供給部からの直接の部品同時吸着、iii）複数のノズルによる任意の組み合わせパターンの同時ノズル交換の各々は、ｉ）、ii）、iii）の全てを合わせて同時に実施される必然性はなく、必要に応じていずれか１つもしくは２つの組み合わせを個別に実施することであっても勿論よい。その場合においては、上述の各ノズルを可動させる構造において、上記のii）のみを実施する場合にはノズルヘッド１１のＸ方向のみの可動構造を備えておればよく、また、前記のiii）のみを実施する場合にはＹ方向のみの可動構造を備えておればよい。上記のｉ）を実施する場合には、図１、図２に示すようなＸ、Ｙ両方向への可動機構であることが望ましい。
【００５０】
次に、本発明にかかる第２の実施の形態の部品実装装置につき、図面を参照して説明する。図６は、本実施の形態にかかる部品実装装置の部品実装ヘッド３４、及びノズルヘッド３６を示している。従来技術によれば、上述のように、複数ノズルヘッド１１の間隙ピッチが多面取りの回路形成体１４の面取りのパターンピッチと異なるために、同時実装ができない場合がある。あるいは、複数ノズルヘッド１１の間隙ピッチがトレイ供給部３に配列された部品１３の間隙ピッチと異なるため、直接同時吸着できない場合がある。本実施の形態にかかる部品実装装置では、部品実装ヘッド３４に複数のノズルヘッド３６を複数位置に着脱自在に装着することができる構造とし、ノズル１２の間隙ピッチを変更可能とすることによって前記問題の解決を図っている。
【００５１】
図６（ａ）において、部品実装ヘッド３４には、ノズルヘッド３６が取り付け可能な取り付けステーション３７が等間隔で９つ用意されている。ノズルヘッド３６は、各取り付けステーション３７の任意の位置に、設計上許容できる任意の数を装着することができる。例えば、取り付けステーション３７の各間隙ピッチが１０ｍｍとすると、図６（ａ）に示す例では、ノズル１２の間隙ピッチが２０ｍｍとなる４つのノズルヘッド３６が取り付けられている。この状態で、部品の配列ピッチが２０ｍｍとなるトレイ供給部３から部品を同時吸着し、多面取りのパターンピッチが２０ｍｍとなる回路形成体１４に同時実装するものとすれば、当該部品実装装置の生産効率を高めることができる。
【００５２】
図６（ｂ）に示す例では、ノズル１２の間隙ピッチは１０ｍｍとなり、トレイ供給部３の部品の配列ピッチが１０ｍｍである場合、回路形成体１４の多面取りのパターンピッチが１０ｍｍである場合に、それぞれ同時実装、又は同時吸着が可能となる。更に、回路形成体１４の部品実装におけるパターンに応じて、図７（ａ）に示すような変則的なノズルヘッド３６の配列も可能である。また、図７（ｂ）に示すように、より多くのノズル３６を使用して部品の同時実装、もしくは部品の同時吸着を可能とし、生産効率をより一層高めることもできる。なお、上述の取り付けステーションの間隙ピッチ、あるいは取り付きステーションの数は、それぞれ単なる一例であり、生産ニーズに合わせ、設計の許容範囲においていずれも任意に選択することができる。また、取り付けステーション３７の間隙ピッチを均等とせず、必要に応じて任意に間隙幅に設定するものとしてもよい。この場合、隣接する前記取り付けステーション３７の間隙ピッチを、ノズルヘッド３６の径寸法などによる物理的な最小間隙ピッチよりも更に小さいピッチとすることであってもよい。
【００５３】
なお、各取り付けステーション３７には、ノズルヘッド３６が固定できるよう位置決めピンが設けられているが、その他にもノズル１２の昇降やθ回転が可能となるよう、エア供給部、電源接続ターミナルなどが設けられており、固定されたノズルヘッド１１は特別な結線、配管などを要することなく必要な機能を果たすことができるものとし、着脱作業の容易化を図っている。
【００５４】
図８は、本実施の形態における代替案を示している。ここでは、ノズルヘッド３６が部品実装ヘッド３４に対して着脱自在であると同時に、スライド可能に装着される構造となっている。図において、部品実装ヘッド３４には、複数のノズルヘッド３６が装着可能な取り付けレール３８が設けられている。これにより、設計の許容範囲において、任意の数のノズルヘッド３６を任意の間隙ピッチで部品実装ヘッド３４に取り付けることができる。取り付けられたノズルヘッド３８はスライド移動が可能であることから、ノズルヘッド間の間隙ピッチの調整が任意となり、機種切替え毎に回路形成体１４のパターンピッチが大きく変動するような生産形態においては特に有利となる。図６、図７に示すような、取り付けステーション３７の位置が予め固定された構造に対して、本代替案のようにピッチが任意に選択できることは、各種の生産ニーズに対応できる点で有利となる。但し、本代替案では、ノズルヘッド３６を所定位置に固定するための調整時間が追加して必要となる。一方、図６、図７に示すような取り付けステーション３７を固定式とした場合には、生産対応の柔軟性に欠ける点はあるものの、構造が簡単となり、コスト的に有利となる。
【００５５】
次に、本発明にかかる第３の実施の形態である部品実装方法につき、図面を参照して説明する。従来技術において、複数ノズルヘッドを備えた部品実装装置で部品実装を行う場合、ノズルヘッドの数と回路形成体の面取りの数との間、あるいはノズルヘッドの数と部品供給部の部品配列数との間に整合性がなければ、複数ノズルヘッドの一部に生産に寄与しないノズルが生じたり、あるいは部品の一部の吸着残りや、多面取り回路形成体の一部の未実装が生じたりする。例えば、４つのノズルヘッドを備えた部品実装装置の部品供給部に５つの部品が配列して供給される場合、始めの４つの部品が同時吸着された後には部品１つがあまりとなり、次の吸着時には１つのノズルヘッドのみが使用されることとなって生産効率を低下させる。本明細書において、これら、ノズル、部品、回路形成体などの一部に生産動作の過程で余剰が生じた場合、これらを「あまり」と称するものとする。上述の例では、部品に１つのあまりが生じており、また、４つのノズルに対して３つの多面取り回路形成体に部品実装する場合には、ノズルに１つのあまりが生じることとなる。
【００５６】
さらに、複数ノズルを備えた部品実装装置で部品実装を行う場合、ノズルの間隙ピッチと回路形成体の面取りのパターンピッチとの間、もしくはノズルの間隙ピッチと部品供給部における部品の配列ピッチとの間に整合性がなければ、同時実装もしくは同時吸着ができず、部品実装ヘッドがその都度移動して各ノズルにおける実装もしくは吸着のために位置合わせする必要があり、生産効率を低下させる。本実施の形態では、ノズルの数及びピッチと、部品実装にかかわる他の要素の数及びピッチとの関連を、部品実装システム全体の観点から改善し、生産性の向上を図ることができる部品実装方法を提供するものである。
【００５７】
まず、図９を参照して、多面取りの回路形成体１４の面取り数と、複数のノズル１２（もしくは、複数のノズルヘッド１１）の数との関係について述べる。図９（ａ）においては、部品実装ヘッド４に装着されたノズル１２の数４に対して、回路形成体１４の面取り数は３である。したがって、各ノズル１２で同時実装を行うときにノズル１２（もしくは、ノズルヘッド１１）にあまりが１つ生ずるものとなり、生産上の無駄が生じている。逆に、回路形成体の１４の面取り数が５であった場合には、４つのノズル１２による同時実装で回路形成体の多面取りの１つがあまりとなり、生産を非効率にする。このような場合には、図９（ｂ）に示すように、回路形成体１４の面取りの数と、ノズル１２の数とを同一の４つとすれば、ノズル１２の側も回路形成体１４の側にもあまりが生ずることなく、効率的な部品実装をすることができる。あるいは、回路形成体１４の面取り数を、ノズル１２の数の整数倍とすることであっても、ノズル１２による複数回の同時実装の後には、ノズル１２にも回路形成体１４にもあまりが生ずることがなく効率的となる。本明細書において、回路形成体の多面取りの数をいう場合には、複数のノズルが配列された方向（図９（ａ）におけるＸ方向）の列数をいうものとする。
【００５８】
図９（ｂ）示す例において、４列の多面取り回路形成体１４ａの各区分毎に、□、△、○に示す部品を４つのノズル１２により順次効率的に同時実装する状況を示している。各部品間のピッチｐ１、ｐ２、ｐ３は、いずれもノズルヘッド１１の間隙ピッチに一致しており、効率的な同時実装が可能となる。
【００５９】
図１０に示す例では、回路形成体１４ｂの面取りのパターンピッチが、ノズルヘッド１１の間隙ピッチの１／２となっている。このような場合には、まず図１０（ａ）に示すように、ノズル１２による実装を１列おきの面を対象に行い、次に、図１０（ｂ）に示すように、回路形成体１４ｂの面取りピッチ（ノズル１２の間隙の１／２ピッチ）分だけずらして残りの面に実装することにより、同時実装が可能となり、効率的な部品実装を実現できる。図示の例では、回路形成体の面取りの数は８であるが、これが８の倍数であっても、ノズル１２及び回路形成体１４にあまりが生ずることなく、効率的な生産ができる。
【００６０】
一般に、多面取り回路形成体の面取りのパターンピッチをノズルヘッド１１の間隙ピッチの１／Ｎとし、回路形成体の多面取りの列の数をノズルの数のＮ倍、もしくはＮの整数倍とすることにより、ノズル１２にも回路形成体１４にもあまりが生ずることなく、効率的な実装動作を実現することができる。ここに、Ｎは、０以外の整数である。
【００６１】
更に、図１１に示す例では、回路形成体１４ｃの面取りのパターンピッチが、ノズル１２の間隙ピッチの２倍となっている。このような場合には、図に示すように、４つのノズルヘッドの内、ノズルヘッド１１ａとノズルヘッド１１ｃ、及びノズルヘッド１１ｂとノズルヘッド１１ｄとの２つを組み合わせて対処することができる。すなわち、これら両組み合わせにかかるノズルヘッド１１の間隙ピッチに関しては、回路形成体１４ｂの面取りのパターンピッチと一致している。したがって、ノズルヘッド１１ａ、１１ｃでは同一部品の同時実装が可能となり、同様にノズルヘッド１１ｂ、１１ｄにおいても、同一部品の同時実装が可能となる。更には、図１１に示すように、回路形成体の単一面に実装される部品１３ａ、１３ｂが別部品であっても、この両部品間の間隙ピッチのそれぞれ（図のｐ１、ｐ２、ｐ３）をノズルヘッド１１の間隙ピッチに一致させ、更に図のＹ方向の同一レベルに両部品１３ａ、１３ｂほかを配置するような設計とすれば、異なる部品であっても、ノズルヘッド１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄによる同時実装が可能となる。
【００６２】
一般に、多面取り回路形成体の面取りのパターンピッチをノズルヘッド１１の間隙ピッチのＭ倍とすることにより、複数ノズルを効率的に使用することができ、部品実装の生産性を高めることができる。更に、回路形成体１４ｃの多面取りの単一面内においても、複数ノズルが配列されている方向（図１１のＸ方向）と同一方向に、実装部品をノズル間隙ピッチと同一の間隙ピッチで配列する設計とすることにより、複数ノズルを使用した同時実装の可能性を高めることができ、より効率的となる。ここに、Ｍは、０以外の整数とする。また、この際の回路形成体の面取りの数は、ノズルヘッド１１にも回路形成体１４にもあまりが生じない数とすることが生産効率上好ましい。このときの面取り数は、一般に、ノズルヘッドの数をＫ(整数)とした場合、ＫとＭとの最小公倍数をＭで除した値の整数倍となる。例えば、ノズルヘッド数Ｋが４、ピッチ倍数Ｍが２とした場合には、面取り数は２の整数倍、ノズルヘッド数Ｋが６、ピッチ倍数Ｍが４とした場合には、面取り数は３の整数倍とすることが好ましい。
【００６３】
次に、同様な現象をノズルと部品供給部との関係について説明する。例えば図１２（ａ）に示すように、ノズル１２を４つ備えた部品実装装置において、部品供給部２に供給される部品１３の列の数がＺ１からＺ１１までの１１であったとする。４つのノズル１２により、図の左側のＺ１からＺ４までが同時吸着Ａで吸着され、以下、同時吸着Ｂで次のＺ５からＺ８までが吸着されると、最後には部品供給部に３列が残る。このため、次の同時吸着Ｃではノズル１２に１つのあまりが生じ（あるいは、同時吸着Ｂの後に部品供給部２に３つのあまりが生じ）、ノズル１２に遊びが生じて無駄となる。
【００６４】
これを、図１２（ｂ）に示すように、部品供給部２における部品１２の配列数を、ノズル１２の数の整数倍とすることにより、複数回の同時吸着の後にノズル１２にあまりが生ずることなく（あるいは、部品供給部２にあまりが生ずることなく）、効率的な部品吸着を可能にし、生産効率を高めることができる。
【００６５】
部品を供給する列のピッチが、ノズルの間隙のピッチよりも小さい場合においても、同様な考え方の適用ができる。図１２（ｃ）に示すように、例えばノズル１２の間隙ピッチ２０ｍｍに対して、部品１３の配列ピッチを１０ｍｍにセットし、ノズル１２は一旦同時吸着Ａで部品１３を１つおきに（Ｚ１、Ｚ３、Ｚ５、Ｚ７）吸着した後、次の同時吸着Ｂでは部品１３の配列ピッチ（ノズル１２の間隙ピッチの１／２）分だけ移動して残りの部品１３（Ｚ２、Ｚ４、Ｚ６、Ｚ８）を同時吸着することにより、効率的な吸着ができる。この際、部品供給部２の列の数は、ノズル１２の偶数倍とすることで部品供給部２とノズル１２とにあまりを生ずることなくなり、効率的となる。
【００６６】
一般に、部品供給部２の部品１３の配列ピッチを、ノズルヘッド１１の間隙ピッチの１／Ｎとし、部品１３の列数をノズルの数のＮ倍、もしくはＮの整数倍とすることにより、ノズル１２にも部品供給部２にもあまりが生ずることなく、効率的な実装吸着を実現することができる。ここに、Ｎは、０以外の整数である。なお、ここではパーツカセット方式の部品供給部２を例示しているが、トレイ供給部３においても、全く同様の考え方が適用できる。図４に示した例では、ノズル１２の数４つに対して、トレイ供給部３の配列数を８つとしており、ノズルと部品とにあまりが生ずることなく、効率的な同時吸着を可能にしている。なお、逆に部品供給部の部品１３の配列ピッチを、ノズルヘッド１１の間隙ピッチのＮ倍とすることも可能ではあるが、この場合にはノズルヘッド１１が１／Ｎの数しか使用できなくなり、必ずしも効率的とは言えない場合もある。但し、部品１３の配列ピッチとノズルヘッド１１の間隙ピッチとの間に何らの相関関係がない場合に比べては有利となる。
【００６７】
図９から図１１においては、複数のノズルヘッド１１と回路形成体１４との関係について、図１２においては、複数のノズルヘッド１１と部品供給部２、又はトレイ供給部３との関係について示している。部品実装装置においては、ノズルヘッド１１が部品供給部２から部品１３を吸着して回路形成体１４に実装する。すなわち、吸着と実装とが同じ複数のノズルヘッド１１を介して行われていることから、上述の効率化の観点からいえば、回路形成体１４の面取りのパターンピッチと、部品供給部２、又はトレイ供給部３の配列ピッチとの間においても整合が取れていることが合理的である。本実施の形態では、回路形成体１４の面取りのパターンピッチと部品供給部２、又はトレイ供給部３における部品の配列ピッチとを一致させること、もしくは前記パターンピッチと前記配列ピッチの内のいずれか一方がいずれか他方の整数倍とすることにより、効率化を図るものとしている。
【００６８】
【発明の効果】
部品実装ヘッドに対して独立して平面状に移動可能な複数のノズルヘッドを備えた本発明にかかる部品実装装置によれば、ノズルヘッドの間隙ピッチを部品供給部における部品の配列ピッチに整合させることにより同時吸着が可能となり、またノズルヘッドの平面状の移動制御により多面取りの回路形成体への同時実装が可能となり、効率的な部品実装を実現することができる。更に、ノズルヘッドのノズル交換時には、従来技術に比べてはるかに多くの組み合わせバリエーションを実現することができ、生産性向上に貢献することができる。
【００６９】
また、部品実装ヘッドに対して着脱自在に装着することができる複数のノズルヘッドを備えた本発明にかかる部品実装装置によれば、ノズルヘッドの間隙ピッチを部品供給部における部品の配列ピッチに整合させることにより同時吸着が可能となり、またノズルヘッドの間隙ピッチを回路形成体の多面取りパターンピッチに整合させることにより同時実装が可能となり、効率的な部品実装を実現することができる。
【００７０】
そして、部品供給部の部品の配列、複数のノズルヘッド、及び回路形成体の面取りの各相互間において、それぞれのピッチ、及び数に関して整合のとれた設計を行う本発明にかかる部品実装方法によれば、部品、ノズルヘッド、多面取り回路形成体の各要素において、あまりが生ずることなく、各要素を効率的に使用することができ、部品実装の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる実施の形態の部品実装装置の概要を示す斜視図である。
【図２】図１に示す部品実装装置の部品実装ヘッドを示す詳細斜視図である。
【図３】図２に示す部品実装ヘッドの部分拡大斜視図である。
【図４】図１に示す部品実装装置のトレイ供給部を示す詳細斜視図である。
【図５】図１に示す部品実装装置のノズル交換の状況を示す説明図である。
【図６】本発明にかかる他の実施の形態の部品実装ヘッドを示す斜視図である。
【図７】本発明にかかる他の実施の形態の部品実装ヘッドを示す斜視図である。
【図８】図６に示す部品実装ヘッドの代替案を示す斜視図である。
【図９】本発明にかかる更に他の実施の形態のノズルヘッドと回路形成体のとの関係を示す説明図である。
【図１０】図９に示す他の適用例を示す説明図である。
【図１１】図９に示す更に他の適用例を示す説明図である。
【図１２】本発明にかかる更に他の実施の形態のノズルヘッドと部品供給部との関係を示す説明図である。
【図１３】従来技術による部品実装装置の概観を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示す部品実装装置のトレイ供給部を示す詳細斜視図である。
【図１５】図１３に示す部品実装装置のノズルステーションを示す詳細斜視図である。
【符号の説明】
１．部品実装装置、２．部品供給部、３．トレイ供給部、４．部品実装ヘッド、５．ＸＹロボット、６．部品認識装置、７．回路形成体保持装置、８．ノズルステーション、９．制御装置、１１．ノズルヘッド、１２．ノズル、１３．部品、１４．回路形成体、１６．サーボモータ、１７．ボールねじ、１８．リニアガイド、２１．固定プレート、２２．スライドシャフト、２３．支持プレート、２６．サーボモータ、２７．ボールねじ、３１．トレイパレット、３２．トレイ本体部、３４．部品実装ヘッド、３６．ノズルヘッド、３７．取り付けステーション、３８．取り付けレール。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a component mounting apparatus for mounting a component such as an electronic component on a circuit forming body such as an electronic circuit board, and a component mounting method.
[0002]
[Prior art]
A conventional component mounting apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 13 shows an outline of a conventional component mounting apparatus 50. In the figure, a component mounting apparatus 50 includes a component supply unit 2 composed of a parts cassette type component supply device that supplies components to be mounted such as electronic components, a tray supply unit 3 composed of a tray type component supply device, A component mounting head 4 having a plurality of nozzles for taking out components from the supply units 2 and 3 and mounting them on the circuit forming body, an XY robot 5 for transporting the component mounting head 4 to a predetermined position, and the component mounting head 4 hold the component mounting head 4. A component recognition device 6 that captures and recognizes the holding state of the component, a circuit formation body holding device 7 that carries the circuit formation body into the component mounting device 50 and holds the circuit formation body, and a component suction device for various types of components. A nozzle station 8 that prepares nozzles and a control device 9 that controls the operation of the entire component mounting apparatus are the main components.
[0003]
In FIG. 13, a parts cassette type component supply device 19 including a reel on which a large number of components are wound in a tape shape is set in the component supply unit 2. The component mounting head 4 is provided with a plurality of nozzle heads 11 each having a nozzle 12 that sucks and takes out the component 13 using negative pressure. The illustrated component mounting apparatus 50 includes a component mounting head 4 on which a plurality of nozzle heads 11 are mounted. In the illustrated example, four nozzle heads 11 are mounted. Each nozzle 12 can perform angle correction (θ rotation) by rotation around the Z axis shown in the figure. The XY robot 5 transports the component mounting head 4 in a planar shape in the X and Y directions in the figure. The circuit forming body holding device 7 carries in and holds a circuit forming body 14 such as an electronic circuit board. In addition to the electronic circuit board, the circuit forming body 14 includes a case where another component is mounted on the component, a case where the component is directly mounted on the casing of the electronic device, and the like. The component recognition device 6 recognizes the holding state of the component 13 adsorbed by each nozzle 12 by imaging from below.
[0004]
During the operation of the component mounting apparatus 50 according to the above configuration, the component mounting head 4 that has moved to the position immediately above the component 13 supplied to the component supply unit 2 by the component supply device 19 lowers each nozzle 12 and moves the component 13. The component 13 is adsorbed by a negative pressure and taken out from the component supply unit 2. Next, the component mounting head 4 is conveyed toward the position facing the component recognition device 6 by the XY robot 5 while the component 13 is sucked and held by each nozzle 12. The component recognition device 6 captures and recognizes the component 13 that is attracted and held by each nozzle 12 of the component mounting head 4 when the component mounting head 4 passes through the position facing the component recognition device 6 at a predetermined speed. To do. Based on the recognition result, the position and angular deviation of the component 13 with respect to the predetermined suction state are measured.
[0005]
The component mounting head 4 that is moving toward the circuit forming body 14 to be mounted first corrects a necessary movement amount and angle deviation based on the measurement result based on a command from the control device 9, and firstly, one nozzle 12. The component 13 adsorbed to the position is positioned at a predetermined position of the circuit forming body 14 and stopped, and the nozzle 13 is lowered to mount the adsorbed component 13. In the same manner, the positions of the components 13 sucked by the other nozzles 12 are also aligned, and the nozzles 12 are lowered to sequentially mount the sucked components 13 on the circuit forming body 14.
[0006]
On the back side in the Y direction of the component mounting apparatus 50 shown in FIG. 13, a tray supply unit 3 that stores and supplies a large number of components in a tray pallet is provided. From the tray supply unit 3, large components are mainly supplied to the component mounting apparatus. The component 13 supplied by the tray pallet is adsorbed by the transfer nozzle 51 positioned above the component 13 and transferred to an adsorbing pad 52 provided on the lateral side in the X direction in the figure. FIG. 14 shows details of the tray supply unit 3. In the drawing, a component 13 is stored in a tray pallet 31 and set in a tray main body 32. The transfer nozzle 51 can suck the component 13 and is attached to the transfer shaft 53 so as to reciprocate in the X direction in the figure. The transfer nozzle 51 is driven by a servo motor attached in the transfer shaft 53. On the right side of the tray pallet 31 in the X direction, the same number of suction pads 52 as the number of nozzles 12 mounted on the component mounting head 4 (four in the example shown in FIG. 1) are the same pitch as the gap pitch of the nozzles 12. It is fixed to the component mounting apparatus body.
[0007]
In the tray supply unit 3 configured as described above, the transfer nozzle 51 sucks the component 13 supplied in advance by the tray pallet 31 prior to the component mounting, and conveys the component 13 in the X direction. The suction pads 52 are sequentially set. In the example shown in FIG. 14, two parts 13 are already set on the suction pads 52, and the parts 13 are set on all four suction pads 52 by repeating this two times. Returning to FIG. 13, when mounting these set components 13 on the circuit forming body 14, the component mounting head 4 moves onto the suction pad 52, and the four nozzles 12 mounted on the component mounting head 4 At the same time, the components 13 that are arranged at the same pitch are sucked simultaneously. Hereinafter, recognition by the component recognition device 6 and mounting after position correction are the same as in the case of supplying from the component cassette type component supply device 19 described above.
[0008]
In FIG. 13, a nozzle station 8 is provided at a position adjacent to the tray supply unit 3 on the back side in the Y direction of the component mounting apparatus 50. The nozzle 12 that should suck the component 13 is preferably an appropriate nozzle that matches the size and specifications of the component 13. For this purpose, nozzles 12 of different sizes and specifications are prepared in this nozzle station 8. FIG. 15 schematically shows the nozzles 12 arranged in the nozzle station 8 and prepared. Each nozzle 12 can be accessed by a nozzle head 11 mounted on a component mounting head 4 shown in the upper part of the figure. In the example shown in FIG. 15, four rows of nozzles 12 arranged in four columns are prepared corresponding to the four nozzle heads 11. In the figure, four nozzles each having a very small size (SS), a small size (S), a medium size (M), and a large size (L) are arranged in four columns from the back side in the Y direction. Is shown. However, this arrangement shows an example and can be arbitrarily changed according to the production purpose. As for the arrangement in this specification, the arrangement in the X direction (left-right direction in the figure) is called “column”, and the arrangement in the Y direction (front-rear direction in the figure) is called “row”. The same applies to the body arrangement. The pitch between the rows of the nozzles 12 arranged in the nozzle station 8 matches the gap pitch of the nozzle head 11.
[0009]
When replacing the nozzles, the nozzles 12 attached to the four nozzle heads 11 of the component mounting head 4 are simultaneously replaced. That is, the four nozzle heads 11 of the component mounting head 4 moved to the nozzle station 8 are lowered toward the nozzle pallet 56, and the currently installed nozzles 12 are simultaneously moved to the original row (for example, the SS row in the figure). return. Thereafter, the nozzle 12 moves to the next row of nozzles 12 to be mounted (for example, row M in the figure), and each nozzle head 11 descends to the four columns of nozzles 12 in that row and attaches them simultaneously. For this reason, a total of 16 nozzles in 4 rows and 4 rows are arranged in the nozzle station 8, but since the nozzles are replaced simultaneously for each row, there are only variations of 4 types (4 rows) of nozzle combinations. There will be no. Alternatively, when it is intended to attach the nozzle 12 according to an arbitrary combination for each nozzle head 11, the component mounting head 4 needs to be moved and aligned for each nozzle head 11. A lot of time will be spent on the exchange.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional component mounting apparatus 50 has several problems. The plurality of nozzle heads mounted on the component mounting head remained fixed, and therefore the gap pitch of the nozzle heads was also fixed. For this reason, when picking up components, it is good if the gap pitch of each nozzle head coincides with the gap pitch between the components in the component supply unit, but if there is even a slight difference between the two pitches. Could not pick up parts by each head at the same time. When simultaneous suction cannot be performed, it is necessary to position each nozzle head mounted on the component mounting head to suck the components, which takes a lot of time. For this reason, the effect of improving the productivity is impaired even when a plurality of bent heads are provided.
[0011]
Similarly, when the gap pitch of each nozzle is slightly inconsistent with the component mounting pitch in the circuit forming body, the component mounting head moves for each nozzle and the predetermined mounting of the circuit forming body is performed. It is necessary to align the nozzle with the position, which also requires a lot of time, and the effect of providing a plurality of nozzles has been impaired. Even when the components are mounted on the multi-chamfer circuit forming body, the same problem occurs when the pattern pitch of the chamfering does not coincide with the gap pitch of each nozzle head.
[0012]
Next, when replacing the nozzle, each nozzle head 11 is fixed to the component mounting head 4, so only one line can be replaced at a time provided in the nozzle pallet 56 of the nozzle station 8. There were extreme constraints. Alternatively, when an individual nozzle 12 is to be arbitrarily selected for each nozzle head 11, the component mounting head 4 returns the old nozzle 12 and removes the new nozzle 12 for each nozzle head 11. Therefore, it is necessary to move on the nozzle pallet 56, which requires a lot of man-hours, leading to a decrease in production efficiency.
[0013]
Further, conventionally, the number of component arrangements and component arrangement pitches in the component supply unit (including the tray supply unit) and the number of chamfers of the multi-chamfer circuit forming body with respect to the number of nozzle heads and gap pitch of the component mounting head The component mounting method that makes the most of the benefits of improving production efficiency by installing multiple nozzles when viewed as a whole component mounting system is not designed to match the pattern pitch of chamfering and chamfering well. It wasn't.
[0014]
Accordingly, the present invention solves the problems caused by the prior art as described above, and makes use of the advantages of the component mounting apparatus in which a plurality of nozzles are mounted, so that a plurality of components can be suctioned simultaneously, a plurality of components can be mounted simultaneously, and various combinations of nozzles. It is an object of the present invention to provide a component mounting apparatus and a component mounting method capable of simultaneous conversion of the above, and eliminating the factor causing tact loss as much as possible to increase production efficiency.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is provided with a mechanism for holding the above-described problems so that a plurality of nozzle heads can move independently from each other on a plane substantially parallel to the component mounting surface of the circuit forming body with respect to the component mounting head. In particular, the following contents are included.
[0016]
That is, the present invention described in claim 1 is a component mounting apparatus including a component mounting head having a plurality of nozzle heads for picking up and removing a component from a component supply unit and mounting the component at a predetermined position of a circuit forming body. The plurality of nozzle heads includes a mechanism for holding a plane substantially parallel to a component mounting surface of the circuit forming body so as to be independently movable with respect to the component mounting head. When the direction in which the heads are arranged is the X direction, and the direction perpendicular to the X direction is a Y direction within a plane in which the plurality of nozzle heads can move. ,in front A first moving means for independently moving each of the plurality of nozzle heads in the X direction with respect to the component mounting head; and a second moving means for independently moving the first moving means in the Y direction. transportation And both Each nozzle head has a mechanism for holding the plurality of nozzle heads movably. It is related with the component mounting apparatus characterized by having. By allowing a plurality of nozzle heads to move independently, it is possible to simultaneously suck and mount components.
[0018]
Claim 2 The component mounting apparatus according to the present invention described in 1) includes the first moving unit and the second moving unit. No two This is characterized in that it is driven by a servo motor and a ball screw.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the component mounting apparatus according to the third aspect, wherein the first moving unit and the second moving unit. transportation One or both of them are driven by a linear motor.
[0020]
Claim 4 In the component mounting apparatus according to the present invention, the component mounting apparatus further includes a nozzle station that stores a plurality of nozzles. ,in front The nozzles stored in the nozzle station are arranged in a grid pattern in the X direction and the Y direction, and when replacing the nozzles with the plurality of nozzle heads, each nozzle head is positioned at a position corresponding to each nozzle along the X direction. The nozzle heads are positioned and each nozzle head accesses a nozzle in an arbitrary row along the Y direction, and the plurality of nozzle heads can simultaneously replace the nozzles. It is intended to increase the number of combinations of nozzles attached to a plurality of nozzle heads.
[0025]
Claim 5 The component mounting apparatus according to the present invention described in any one of the above-described one of the simultaneous suction of the component in the component supply unit and the simultaneous mounting of the component on the circuit forming body by adjusting the gap pitch of the plurality of nozzle heads It is characterized by enabling both or both.
[0026]
Claim 6 The component mounting apparatus according to the present invention is characterized in that the simultaneous suction of the components in the component supply unit is a direct simultaneous suction from the tray supply unit that supplies the components arranged in a tray pallet. . This eliminates waste due to the transfer of parts in the prior art.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an overview of a component mounting apparatus 1 according to the present embodiment. In the figure, the same reference numerals are assigned to the same components as those described in the prior art. The component mounting apparatus 1 according to the present embodiment includes a component supply unit 2 including a parts cassette type component supply device 19 that supplies components to be mounted such as electronic components, and a tray supply unit including a tray type component supply device. 3, a component mounting head 4 having a plurality of nozzle heads 11 that take out components from both supply units 2 and 3 and mount them on the circuit forming body 14, an XY robot 5 that transports the component mounting head 4 to a predetermined position, Component recognition device 6 that captures and recognizes the holding state of component 13 held by component mounting head 4, circuit formation body holding device 7 that conveys and holds circuit formation body 14 to component mounting device 1, and various types The main components are a nozzle station 8 that prepares a suction nozzle 12 corresponding to each part and a control device 9 that controls the operation of the entire component mounting apparatus 1. The above configuration is the same as that of the conventional component mounting apparatus described with reference to FIG.
[0037]
In the component mounting apparatus 1 according to the present embodiment, each of the plurality of nozzle heads 11 mounted on the component mounting head 4 is mounted on the component mounting head 4 so as to be independently movable. FIG. 2 shows the details. In the figure, the component mounting head 4 is provided with four nozzle heads 11a, 11b, 11c, and 11d in the illustrated example, and nozzles 12a, 12b, 12c, and 12d are attached to the nozzle heads, respectively. . Each nozzle adsorbs the parts 13a, 13b, 13c, and 13d. Here, except for the case where specific nozzle heads, nozzles, and components are described, the generic names are generally referred to as nozzle head 11, nozzle 12, and component 13. Each nozzle head 11 has a structure that can move independently with respect to the component mounting head 4 in the X and Y directions in the drawing, as indicated by arrows. Here, the X direction is a direction in which the nozzle heads 11 are arranged, and the Y direction is a direction orthogonal to the X direction.
[0038]
The movable structure of each nozzle head will be described with reference to the enlarged view of FIG. FIG. 3 is a perspective view in which only one nozzle head 11 mounted on the component mounting head 4 is taken out and displayed. In FIG. 3, a nozzle 12 is attached to the nozzle head 11, and the nozzle 12 can be driven up and down by a VCM (voice coil motor) 15. The nozzle 12 can be rotated around the Z axis in the drawing (θ rotation) via a belt by driving a servo motor (not shown) in order to correct the inclination angle of the sucked part. In the prior art, the nozzle head 11 is fixed to the component mounting head 4 (see FIG. 2). In the present embodiment, it is attached to the component mounting head 4 via a structure that can move in the X and Y directions in the figure.
[0039]
Among these, the movement of the nozzle head 11 in the X direction is performed via the ball screw 17 by driving a servo motor 16 attached to a fixed plate 21 that fixes the nozzle head 11 so as to be movable in the X direction. The nozzle head 11 is configured to move on the linear guide 18. On the other hand, the movement of the nozzle head 11 in the Y direction is configured as follows. Four slide shafts 22 attached to a fixed plate 21 for fixing the nozzle head 11 can be slid in four Y holes in four through holes 24 provided in a support plate 23 fixed to the component mounting head 4. It is fitted. The fixed plate 21 is driven in the Y direction by rotating the ball screw 27 by a servo motor 26 fixed to the support plate 23 and capable of rotating in the forward and reverse directions. By driving the fixed plate 21, the nozzle head 11 attached to the fixed plate 21 is also driven in the Y direction.
[0040]
Each nozzle head 11 is individually provided with a structure for holding the nozzle head 11 as described above. The fact that each nozzle head 11 is movable in the X direction and the Y direction with respect to the component mounting head 4 means that each nozzle head 11 is placed on the mounting surface of the circuit forming body 14 (see FIG. 1) on which the component is mounted. It means that it can move on a substantially parallel plane. The driving of each nozzle head 11 in the X direction and the Y direction is not limited to driving through the ball screws 17 and 27, and may be driving by a linear motor, for example. Further, in the present embodiment, each nozzle head 11 is preferably provided with a mechanism that can move in both the X direction and the Y direction, but it is of course possible to move only in one direction depending on the purpose. It is.
[0041]
Returning to FIG. 1, the operation of the component mounting apparatus 1 according to the present embodiment having the above configuration will be described. First, a circuit forming body 14 such as an electronic circuit board is carried into the circuit forming body holding device 7. The component mounting head 4 is positioned by the XY robot 5 at the component supply unit 2 that supplies the component 13. Each nozzle head 11 of the component mounting head 4 adjusts the suction position of each nozzle 12 so that the component 13 can be sucked simultaneously by each nozzle 12. Each nozzle 12 having been subjected to the suction position adjustment descends toward the component 13 of the component supply unit 2 and simultaneously performs the suction operation of the component 13 with four nozzles.
[0042]
Next, the component 13 simultaneously sucked by the nozzles 12 is positioned on the component recognition device 6 by the movement of the component mounting head 4 by the XY robot 5. Then, the amount of deviation between the reference point of each nozzle 12 and the reference point of the component 13 is calculated according to the recognition result of the component recognition device 6. In the component mounting apparatus 1 according to the present embodiment, each nozzle head 11 can independently move in the X direction and the Y direction, and therefore, position correction can be performed for each nozzle head 11. When the component mounting head 4 moves to a predetermined position facing the circuit forming body 14, each nozzle 12 is independently subjected to position correction based on a command from the control device 9, and the component 13 adsorbed by each nozzle 12. All are mounted on the circuit forming body 14 at the same time. In the prior art, the position correction for each nozzle 11 is performed individually by moving the component mounting head 4, and the operations that have been sequentially mounted can be simultaneously mounted by the independent position correction. Bring about improvement. In addition, since each nozzle 12 can move independently, for example, the nozzle 12 moves independently even if the pattern pitch, which is a multi-chamfer pitch in the circuit forming body 14, does not match the gap pitch of the nozzle 12. As long as it is within the allowable range, simultaneous implementation is possible. Note that a program relating to positioning with respect to each mounted component 13 can be performed by the input operation unit 10.
[0043]
In FIG. 1, in the tray supply unit 3 of the component mounting apparatus 1 according to the present embodiment, the transfer nozzle 51 shown in the component mounting apparatus 50 according to the prior art described with reference to FIG. The pallet 52 and the transfer shaft 53 are removed. This outline will be described with reference to FIG. In the figure, a predetermined tray pallet 31 containing components 13 to be mounted is pulled out from the tray main body 32 to a position where each nozzle 12 of the component mounting head 4 can perform suction operation. Next, the component mounting head 4 is positioned at the suction position of the tray pallet 31, and the nozzle 12 descends from each nozzle head 11 to suck the predetermined component 13 simultaneously.
[0044]
In the present embodiment, as shown above, the four nozzle heads 11 shown in the figure mounted on the component mounting head 4 can move independently. Therefore, until the component mounting head 4 arrives at a position facing the tray pallet 31, the gap pitch between the nozzle heads 11 is equal to the gap pitch between the components 13 arranged in the same row of the tray pallet 31. Adjusted. As a result, the parts 13 can be sucked at the same time by the respective nozzles 12, the labor required for replacing the parts using the transfer nozzle 51 according to the conventional technique can be saved, and the productivity can be greatly improved.
[0045]
As shown in FIG. 4, the number of parts 13 that can be arranged in one line of the tray pallet 31 is an integral multiple of the number of nozzle heads 11 (in the example shown in FIG. By designing the arrangement so that two times eight are arranged, it is possible to use up all the components for exactly one line by the component adsorption of the component mounting head 4 several times. Thereby, a part of the nozzle 12 at the time of component adsorption becomes a half end, and not much occurs, and productivity can be improved. This content will be further described later.
[0046]
Next, in the component mounting apparatus 1 according to the present embodiment, by using the component mounting head 4 including a plurality of nozzles 12 that can be moved independently, the number of combinations of nozzles 12 to be used is greatly increased. Increasing. FIG. 5 shows an outline of the nozzle replacement operation in the nozzle station 8 of the component mounting apparatus 1 shown in FIG. FIG. 5A shows a situation in which each nozzle head 11 mounted on the component mounting head 4 moves to the nozzle station 8 and returns each mounted nozzle 12 to the original position of the nozzle pallet 56. . In the illustrated example, an L nozzle is attached to the nozzle head 11a, an M nozzle is attached to the nozzle head 11b, an S nozzle is attached to the nozzle head 11c, and an SS nozzle is attached to the nozzle head 11d. Since each nozzle head 11 can be moved individually in the Y direction shown in the drawing, the component mounting heads 4 need not move individually, and each nozzle head 11 has a predetermined amount in the Y direction as indicated by an arrow. The nozzle 12 that has been moved and attached can be simultaneously returned to a predetermined location.
[0047]
Thereafter, as shown in FIG. 5b, each nozzle head 11 similarly moves a predetermined amount in the Y direction to access the necessary nozzles 12 in order to attach the nozzles 12 suitable for the parts to be sucked next. A predetermined nozzle 12 is attached simultaneously with the nozzle head 11. In the illustrated example, the nozzle head 11a is attached with the s nozzle, the nozzle head 11b with the L nozzle, the nozzle head 11c with the SS nozzle, and the nozzle head 11d with the M nozzle attached. During this time, it is not necessary to move the component mounting head 4.
[0048]
As described above, the nozzles 12 in each nozzle head 11 can be arbitrarily selected, and the attachment of all the nozzles can be performed simultaneously. In the prior art, the combinations that can be changed at the same time are limited to combinations of nozzles in the same row. Therefore, according to the present embodiment, four times as many combinations of nozzles can be obtained as compared with the conventional one. Alternatively, when an arbitrary nozzle 12 is selected according to the prior art, the component mounting head 4 needs to move to the position of the nozzle to be attached for each nozzle head 11. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to simultaneously replace nozzles arbitrarily selected with a nozzle replacement time of 1/4 compared to the conventional one.
[0049]
As described above, the characteristics of the component mounting apparatus according to the present embodiment have been described. However, i) simultaneous component mounting by a plurality of nozzles included in the above description, ii) direct from the tray supply unit by a plurality of nozzles Iii) Each simultaneous nozzle replacement of any combination pattern by a plurality of nozzles is not necessarily performed simultaneously with all of i), ii), and iii), and any one is necessary. Of course, one or two combinations may be implemented individually. In that case, in the structure in which each nozzle described above is movable, when only the above ii) is carried out, it is only necessary to have a movable structure only in the X direction of the nozzle head 11, and only the above iii). In the case of implementing the above, it is sufficient to provide a movable structure only in the Y direction. When carrying out the above i), it is desirable to use a movable mechanism in both the X and Y directions as shown in FIGS.
[0050]
Next, a component mounting apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 shows a component mounting head 34 and a nozzle head 36 of the component mounting apparatus according to the present embodiment. According to the prior art, as described above, since the gap pitch of the plurality of nozzle heads 11 is different from the chamfering pattern pitch of the multi-chamfer circuit forming body 14, simultaneous mounting may not be possible. Alternatively, since the gap pitch of the plurality of nozzle heads 11 is different from the gap pitch of the components 13 arranged in the tray supply unit 3, there are cases where direct simultaneous suction cannot be performed. The component mounting apparatus according to the present embodiment has a structure in which a plurality of nozzle heads 36 can be detachably mounted at a plurality of positions on the component mounting head 34, and the gap pitch of the nozzles 12 can be changed. We are trying to solve this problem.
[0051]
In FIG. 6A, the component mounting head 34 is provided with nine attachment stations 37 to which the nozzle head 36 can be attached at equal intervals. The nozzle head 36 can be mounted at any position of each mounting station 37 in any number that is acceptable in design. For example, assuming that each gap pitch of the attachment station 37 is 10 mm, in the example shown in FIG. 6A, four nozzle heads 36 having a nozzle 12 gap pitch of 20 mm are attached. In this state, if the components are simultaneously picked up from the tray supply unit 3 having an arrangement pitch of 20 mm and mounted on the circuit forming body 14 having a multi-pattern pattern pitch of 20 mm, the component mounting apparatus Production efficiency can be increased.
[0052]
In the example shown in FIG. 6B, the gap pitch between the nozzles 12 is 10 mm, the arrangement pitch of the components of the tray supply unit 3 is 10 mm, and the multi-pattern pattern pitch of the circuit forming body 14 is 10 mm. , Simultaneous mounting or simultaneous adsorption becomes possible. Furthermore, an irregular arrangement of the nozzle heads 36 as shown in FIG. 7A is also possible depending on the pattern of component mounting of the circuit forming body 14. Further, as shown in FIG. 7B, it is possible to simultaneously mount components or simultaneously attract components by using a larger number of nozzles 36, thereby further improving production efficiency. Note that the above-described gap pitch of the mounting stations or the number of mounting stations is merely an example, and any of them can be arbitrarily selected within the allowable range of design according to production needs. Further, the gap pitch of the attachment station 37 may not be made uniform, but may be arbitrarily set to the gap width as necessary. In this case, the gap pitch between the adjacent mounting stations 37 may be smaller than the physical minimum gap pitch due to the diameter of the nozzle head 36 or the like.
[0053]
Each mounting station 37 is provided with a positioning pin so that the nozzle head 36 can be fixed. In addition, an air supply unit, a power connection terminal, etc. are provided so that the nozzle 12 can be moved up and down and θ-rotated. The provided and fixed nozzle head 11 can perform a necessary function without requiring special connection, piping, or the like, thereby facilitating the attachment / detachment work.
[0054]
FIG. 8 shows an alternative in the present embodiment. Here, the nozzle head 36 is detachably attached to the component mounting head 34 and is slidably mounted. In the figure, the component mounting head 34 is provided with a mounting rail 38 to which a plurality of nozzle heads 36 can be mounted. Thus, an arbitrary number of nozzle heads 36 can be attached to the component mounting head 34 with an arbitrary gap pitch within the allowable range of design. Since the attached nozzle head 38 can be slidably moved, adjustment of the gap pitch between the nozzle heads is optional, especially in a production mode in which the pattern pitch of the circuit forming body 14 varies greatly every time the model is switched. It will be advantageous. As shown in FIGS. 6 and 7, the pitch can be arbitrarily selected as in this alternative for the structure in which the position of the mounting station 37 is fixed in advance, which is advantageous in that it can meet various production needs. Become. However, this alternative requires additional adjustment time for fixing the nozzle head 36 at a predetermined position. On the other hand, when the mounting station 37 as shown in FIGS. 6 and 7 is fixed, there is a lack of flexibility for production, but the structure is simple and advantageous in terms of cost.
[0055]
Next, a component mounting method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the prior art, when component mounting is performed with a component mounting apparatus having a plurality of nozzle heads, the number of nozzle heads and the number of chamfers of the circuit forming body, or the number of nozzle heads and the number of component arrays in the component supply unit If there is no consistency between the nozzles, there will be nozzles that do not contribute to production in some of the nozzle heads, or some parts that are not picked up, and some parts of the multi-chip circuit formation are not mounted. . For example, when five components are arranged and supplied to a component supply unit of a component mounting apparatus having four nozzle heads, after the first four components are simultaneously sucked, one component becomes too much, and the next sucking is performed. Sometimes only one nozzle head is used, which reduces production efficiency. In this specification, when a surplus occurs in a part of these nozzles, parts, circuit formation bodies, etc. during the production operation, these are referred to as “too much”. In the above-described example, too much is generated in the component, and when the component is mounted on three multi-sided circuit forming bodies for the four nozzles, one of the nozzles is generated.
[0056]
Furthermore, when component mounting is performed with a component mounting apparatus having a plurality of nozzles, the gap pitch between the nozzles and the chamfering pattern pitch of the circuit forming body, or the gap pitch between the nozzles and the arrangement pitch of the components in the component supply unit. If there is no consistency between them, simultaneous mounting or simultaneous suction cannot be performed, and the component mounting head needs to move each time to align for mounting or suction at each nozzle, thus reducing production efficiency. In the present embodiment, component mounting that can improve the productivity by improving the relationship between the number and pitch of nozzles and the number and pitch of other elements involved in component mounting from the viewpoint of the entire component mounting system. A method is provided.
[0057]
First, the relationship between the number of chamfers of the multi-chamfer circuit forming body 14 and the number of the plurality of nozzles 12 (or the plurality of nozzle heads 11) will be described with reference to FIG. In FIG. 9A, the number of chamfered circuit forming bodies 14 is 3 with respect to the number 4 of nozzles 12 mounted on the component mounting head 4. Therefore, when the simultaneous mounting is performed by the nozzles 12, one is generated in the nozzle 12 (or the nozzle head 11), resulting in production waste. On the contrary, when the number of chamfers 14 of the circuit forming body is 5, one of the multiple chamfering of the circuit forming body becomes too much due to the simultaneous mounting by the four nozzles 12, which makes the production inefficient. In such a case, as shown in FIG. 9B, if the number of chamfers of the circuit forming body 14 and the number of nozzles 12 are the same four, the nozzle 12 side is also of the circuit forming body 14. Efficient component mounting can be performed without much occurrence on the side. Alternatively, even if the number of chamfers of the circuit forming body 14 is an integral multiple of the number of nozzles 12, both the nozzle 12 and the circuit forming body 14 are not much after simultaneous mounting by the nozzle 12. It does not occur and becomes efficient. In this specification, when referring to the number of multiple chamfers of a circuit formed body, the number of columns in the direction in which a plurality of nozzles are arranged (X direction in FIG. 9A) is used.
[0058]
In the example shown in FIG. 9B, a state in which the components indicated by □, Δ, and ○ are sequentially and efficiently mounted simultaneously by the four nozzles 12 for each section of the four rows of multi-planar circuit forming bodies 14 a is shown. . The pitches p1, p2, and p3 between the components all coincide with the gap pitch of the nozzle head 11, and efficient simultaneous mounting is possible.
[0059]
In the example shown in FIG. 10, the chamfered pattern pitch of the circuit forming body 14 b is ½ of the gap pitch of the nozzle head 11. In such a case, first, as shown in FIG. 10A, the mounting by the nozzle 12 is performed on every other surface, and then, as shown in FIG. 10B, the circuit forming body 14b. By mounting by the chamfering pitch (1/2 pitch of the gap of the nozzle 12) and mounting on the remaining surface, simultaneous mounting becomes possible and efficient component mounting can be realized. In the illustrated example, the number of chamfers of the circuit forming body is 8, but even if this is a multiple of 8, the nozzle 12 and the circuit forming body 14 do not generate much and efficient production can be achieved.
[0060]
Generally, the chamfering pattern pitch of the multi-chamfer circuit forming body is 1 / N of the gap pitch of the nozzle head 11, and the number of multi-chamfering rows of the circuit forming body is N times the number of nozzles or an integer multiple of N. Thus, an efficient mounting operation can be realized without causing much of the nozzle 12 or the circuit forming body 14. Here, N is an integer other than 0.
[0061]
Furthermore, in the example shown in FIG. 11, the chamfering pattern pitch of the circuit forming body 14 c is twice the gap pitch of the nozzles 12. In such a case, as shown in the figure, out of the four nozzle heads, the nozzle head 11a and the nozzle head 11c, and the nozzle head 11b and the nozzle head 11d can be combined and dealt with. In other words, the gap pitch of the nozzle head 11 according to the combination of both coincides with the chamfering pattern pitch of the circuit forming body 14b. Accordingly, the nozzle heads 11a and 11c can simultaneously mount the same components, and similarly, the nozzle heads 11b and 11d can simultaneously mount the same components. Furthermore, as shown in FIG. 11, even if the components 13a and 13b mounted on a single surface of the circuit forming body are separate components, the gap pitches between these components (p1, p2, and p3 in the figure), respectively. The nozzle heads 11a, 11b, and 11c, even if they are different parts, are designed so that the two parts 13a and 13b and others are arranged at the same level in the Y direction in the figure. , 11d can be implemented simultaneously.
[0062]
Generally, by setting the chamfering pattern pitch of the multi-chamfer circuit forming body to M times the gap pitch of the nozzle head 11, a plurality of nozzles can be used efficiently, and the productivity of component mounting can be improved. Further, even within the single surface of the circuit forming body 14c with multiple chamfers, the mounting components are arranged at the same gap pitch as the nozzle gap pitch in the same direction as the direction in which the plurality of nozzles are arranged (X direction in FIG. 11). By designing, it is possible to increase the possibility of simultaneous mounting using a plurality of nozzles, and it becomes more efficient. Here, M is an integer other than 0. In addition, the number of chamfers of the circuit forming body at this time is preferably a number that does not generate much in the nozzle head 11 and the circuit forming body 14 in terms of production efficiency. In general, the number of chamfers at this time is an integral multiple of a value obtained by dividing the least common multiple of K and M by M, where K (integer) is the number of nozzle heads. For example, when the nozzle head number K is 4 and the pitch multiple M is 2, the chamfer number is an integral multiple of 2, and when the nozzle head number K is 6 and the pitch multiple M is 4, the chamfer number is 3. Is preferably an integer multiple of.
[0063]
Next, a similar phenomenon will be described for the relationship between the nozzle and the component supply unit. For example, as shown in FIG. 12A, in a component mounting apparatus having four nozzles 12, it is assumed that the number of rows of components 13 supplied to the component supply unit 2 is 11 from Z1 to Z11. From the four nozzles 12, Z1 to Z4 on the left side of the figure are adsorbed by the simultaneous adsorption A, and then the next Z5 to Z8 are adsorbed by the simultaneous adsorption B. Remains. For this reason, in the next simultaneous suction C, one excess is generated in the nozzle 12 (or three more in the component supply unit 2 occurs after the simultaneous suction B), and the nozzle 12 is idled and wasted.
[0064]
As shown in FIG. 12 (b), by setting the number of components 12 arranged in the component supply unit 2 to be an integral multiple of the number of nozzles 12, a large amount of nozzle 12 is generated after multiple simultaneous adsorptions. Without it (or without generating much in the component supply unit 2), it is possible to efficiently absorb the components and increase the production efficiency.
[0065]
The same concept can be applied even when the pitch of the row for supplying the parts is smaller than the pitch of the gaps of the nozzles. As shown in FIG. 12 (c), for example, the arrangement pitch of the parts 13 is set to 10 mm with respect to the gap pitch of 20 mm of the nozzles 12, and the nozzles 12 are temporarily picked up every other part 13 by simultaneous suction A (Z1, Z3, Z5, Z7) After the suction, the next simultaneous suction B moves by the arrangement pitch of the parts 13 (1/2 of the gap pitch of the nozzle 12) and the remaining parts 13 (Z2, Z4, Z6, Z8) By simultaneously adsorbing, efficient adsorption can be performed. At this time, by setting the number of rows of the component supply units 2 to be an even number multiple of the nozzles 12, the component supply units 2 and the nozzles 12 are not so much generated, which is efficient.
[0066]
In general, the arrangement pitch of the components 13 of the component supply unit 2 is set to 1 / N of the gap pitch of the nozzle head 11, and the number of columns of the components 13 is set to N times the number of nozzles or an integer multiple of N, thereby 12 and the component supply unit 2 do not generate much, and efficient mounting suction can be realized. Here, N is an integer other than 0. Although the parts cassette type component supply unit 2 is illustrated here, the same concept can be applied to the tray supply unit 3. In the example shown in FIG. 4, the number of arrangements of the tray supply units 3 is eight with respect to the number of four nozzles 12, and efficient simultaneous suction is possible without causing much of the nozzles and parts. ing. Conversely, the arrangement pitch of the components 13 of the component supply unit can be set to N times the gap pitch of the nozzle head 11, but in this case, the nozzle head 11 can use only 1 / N. In some cases, it is not always efficient. However, it is advantageous compared to the case where there is no correlation between the arrangement pitch of the parts 13 and the gap pitch of the nozzle head 11.
[0067]
9 to FIG. 11 show the relationship between the plurality of nozzle heads 11 and the circuit forming body 14, and FIG. 12 shows the relationship between the plurality of nozzle heads 11 and the component supply unit 2 or the tray supply unit 3. Yes. In the component mounting apparatus, the nozzle head 11 sucks the component 13 from the component supply unit 2 and mounts it on the circuit forming body 14. That is, since suction and mounting are performed through the same plurality of nozzle heads 11, from the viewpoint of the above efficiency, the chamfering pattern pitch of the circuit forming body 14, the component supply unit 2, or It is reasonable that alignment is achieved with the arrangement pitch of the tray supply unit 3. In the present embodiment, either the chamfering pattern pitch of the circuit forming body 14 is matched with the arrangement pitch of the components in the component supply unit 2 or the tray supply unit 3, or one of the pattern pitch and the arrangement pitch. Efficiency is improved by making one of the other integral multiples of the other.
[0068]
【The invention's effect】
According to the component mounting apparatus according to the present invention that includes a plurality of nozzle heads that can move independently in a plane with respect to the component mounting head, the gap pitch of the nozzle head is matched with the arrangement pitch of the components in the component supply unit. As a result, simultaneous suction is possible, and the planar movement control of the nozzle head enables simultaneous mounting on a multi-surface circuit forming body, thereby realizing efficient component mounting. Further, when the nozzle of the nozzle head is replaced, far more combination variations can be realized compared to the prior art, which can contribute to productivity improvement.
[0069]
Further, according to the component mounting apparatus according to the present invention including a plurality of nozzle heads that can be detachably mounted on the component mounting head, the gap pitch of the nozzle head is matched to the arrangement pitch of the components in the component supply unit. By doing so, it becomes possible to perform simultaneous suction, and by aligning the gap pitch of the nozzle head with the multi-pattern pattern pitch of the circuit forming body, simultaneous mounting is possible, and efficient component mounting can be realized.
[0070]
According to the component mounting method according to the present invention, the arrangement of components in the component supply unit, the plurality of nozzle heads, and the chamfering of the circuit forming body are designed to be consistent with respect to each pitch and number. For example, each element of the component, the nozzle head, and the multi-cavity circuit forming body can be used efficiently without generating much, and the productivity of component mounting can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed perspective view showing a component mounting head of the component mounting apparatus shown in FIG. 1;
3 is a partially enlarged perspective view of the component mounting head shown in FIG. 2. FIG.
4 is a detailed perspective view showing a tray supply unit of the component mounting apparatus shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is an explanatory view showing a state of nozzle replacement in the component mounting apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a perspective view showing a component mounting head according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a component mounting head according to another embodiment of the present invention.
8 is a perspective view showing an alternative to the component mounting head shown in FIG. 6. FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between a nozzle head and a circuit forming body according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing another application example shown in FIG. 9;
11 is an explanatory diagram showing still another application example shown in FIG. 9. FIG.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a relationship between a nozzle head and a component supply unit according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing an overview of a conventional component mounting apparatus.
14 is a detailed perspective view showing a tray supply unit of the component mounting apparatus shown in FIG. 13;
15 is a detailed perspective view showing a nozzle station of the component mounting apparatus shown in FIG. 13;
[Explanation of symbols]
1. 1. component mounting device; 2. parts supply unit; 3. tray supply unit; 4. component mounting head; XY robot, 6. 6. Component recognition device 7. circuit forming body holding device; Nozzle station, 9. 10. control device; Nozzle head, 12. Nozzle, 13. Parts, 14. Circuit forming body, 16. Servo motor, 17. Ball screw, 18. 21. Linear guide Fixing plate, 22. Slide shaft, 23. Support plate, 26. Servo motor, 27. Ball screw, 31. Tray pallet, 32. Tray body, 34. Component mounting head, 36. Nozzle head, 37. Mounting station, 38. Mounting rail.

Claims

In a component mounting apparatus including a component mounting head having a plurality of nozzle heads for sucking and removing a component from a component supply unit and mounting the component at a predetermined position of a circuit forming body.
The plurality of nozzle heads includes a mechanism that holds a plane substantially parallel to a component mounting surface of the circuit forming body so as to be independently movable with respect to the component mounting head.
Wherein the plurality of the direction in which the nozzle head is arranged X-direction, and a direction orthogonal to the X direction in the plurality of nozzle heads are in capable planar moving to the Y direction, each of the previous SL plurality of nozzle heads a first moving means for moving independently in the X-direction with respect to the component mounting head, the first moving means said plurality of consisting both the second moving means for moving independently in the Y direction A component mounting apparatus , wherein each nozzle head is individually provided with a mechanism for holding the nozzle head in a movable manner.

2. The component mounting apparatus according to claim 1, wherein both the first moving unit and the second moving unit are driven by a servo motor and a ball screw. 3.

2. The component mounting apparatus according to claim 1, wherein one or both of the first moving unit and the second moving unit are driven by a linear motor.

The component mounting apparatus further includes a nozzle station that stores a plurality of nozzles, and the nozzles stored in the nozzle station are arranged in a grid pattern in the X direction and the Y direction, and when the nozzles are replaced by the plurality of nozzle heads Each nozzle head is positioned at a position corresponding to each nozzle along the X direction, each nozzle head accesses a nozzle in an arbitrary row along the Y direction, and the plurality of nozzle heads can simultaneously replace the nozzles. The component mounting apparatus according to claim 1, wherein:

By adjusting the gap pitch between the plurality of nozzle heads, it is possible to perform either one or both of the simultaneous suction of the component in the component supply unit and the simultaneous mounting of the component on the circuit forming body. The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the component mounting apparatus is characterized.

The component mounting apparatus according to claim 5, wherein the simultaneous suction of components in the component supply unit is simultaneous suction from a tray supply unit that arranges and supplies components on a tray pallet.