JP4521982B2

JP4521982B2 - 電子素子実装装置およびフィーダバンク

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Publication number: JP4521982B2
Application number: JP2000343962A
Authority: JP
Inventors: 良一越川
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: JP2002151888A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子素子を実装する電子素子実装装置、および、この電子素子実装装置に装着される電子素子供給装置を構成するフィーダバンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子素子を基板上に自動的に実装させる電子素子実装装置として、例えば、図６に示すようなマウンタ１が用いられている。マウンタ１の供給部１０には、一括交換台２のフィーダバンク２０を装着できるようになっている。また、マウンタ１の内部には、水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動可能なヘッド部が設けられている。このヘッド部には、電子素子を吸着する吸着ノズルが設けられている。
【０００３】
一括交換台２のフィーダバンク２０は、多数の電子素子フィーダ２１を並列的に保持できるようになっている。図７および図８に示すように、フィーダバンク２０の左右両端には、バンクマーク２３（後述する）が設けられている。図７は、一括交換台２のフィーダバンク２０のみを図示する平面図、図８は、側面図である。
【０００４】
マウンタ１により電子素子の実装を行う際には、まず、図６に示すように、フィーダバンク２０上に電子素子フィーダ２１を装着した状態で、フィーダバンク２０を供給部１０に装着する。次に、マウンタ１内のヘッド部に搭載されるカメラによって、バンクマーク２３の位置を認識し、これに基づいて吸着位置座標（ＸＹθ座標）を求める。
【０００５】
その後、マウンタ１の生産プログラムにより、電子素子の実装を行う。すなわち、電子素子フィーダ２１によって電子素子が供給される位置の上方に、ヘッド部を水平移動し、吸着ノズルにより電子素子を吸着保持する。この状態で、ヘッド部を基板上に移動して、電子素子を基板上に移載する。電子素子を吸着保持する際には、上述の吸着位置座標を基準として、ヘッド部の水平移動を制御する。
【０００６】
ところで、バンクマーク２３は、以下のようにして位置決めされている。まず、図７に示すように、一括交換台２のフィーダバンク２０上に、六等配で七つのマスターフィーダ２４を装着する。それぞれのマスターフィーダ２４の上面には、電子素子の供給位置に、供給位置マーク２５が設けられている。マスターフィーダ２４が装着されたフィーダバンク２０を、マウンタ製造工程に設置されるマスターマウンタに装着する。
【０００７】
その後、マスターマウンタにより、各マスターフィーダ２４上の供給位置マーク２５をカメラティーチングする。それぞれの供給位置マーク２５の位置ずれを相殺する直線上において、電子素子の供給位置に対してＸ、Ｙ、およびθ方向に相対精度がでるように、二点のバンクマーク２３の位置を設定する。バンクマーク２３は、バンクマーク部材２２をねじ止めなどによりフィーダバンク２０に固定することで設けられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、マウンタ製造工程に設置されるマスターマウンタと、ユーザー側に設置される複数のマウンタそれぞれとには、例えば、Ｘ軸のたわみにより生じるヘッド部の移動の精度誤差などにばらつきがあるため、マスターマウンタ上で精度良くバンクマークの位置を設定した場合であっても、ユーザー側の複数のマウンタそれぞれに適合した吸着位置座標を精度良く決定できない場合があった。
【０００９】
また、従来では、電子素子の実装を開始する時だけでなく、実装を再開する時や、フィーダバンクを再び供給部に装着した時などにも、マウンタ側で再びバンクマークを認識して、吸着位置座標を設定し直さなければならなかったため、生産タクトを延ばしてしまう、という問題も生じていた。
【００１０】
本発明の課題は、それぞれに適合した電子素子の保持位置座標を基準にして、電子素子を保持する位置を精度良く決定するとともに、生産タクトの延長を防止することにより、効率よく電子素子を実装できる電子素子実装装置およびフィーダバンクを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、供給部の所定位置に電子素子供給装置が着脱可能に装着され、この電子素子供給装置により供給される電子素子を保持する保持手段を備えた電子素子実装装置（マウンタ３）であって、前記電子素子供給装置が前記供給部の所定位置に装着された状態で、前記電子素子供給装置の電子素子フィーダが装着されるフィーダバンク４に設けられた基準マーク４１の位置を認識する基準マーク位置認識手段（カメラ３３）と、認識された前記基準マークの位置に基づいて、前記電子素子を保持する際の基準となる保持位置座標を決定する座標決定手段（例えば、ＣＰＵ３５）と、を備えており、さらに、この座標決定手段により決定された前記保持位置座標を、固有のデータとして記憶する記憶手段（記憶装置３８）を備え、前記保持手段は、前記電子素子供給装置を前記供給部の所定位置に装着した状態で電子素子の実装を再開する時と、前記電子素子供給装置を再び前記供給部の所定位置に装着した後と、のうちの少なくとも一方において、前記記憶手段に記憶された保持位置座標を基準として前記電子素子供給装置により供給される前記電子素子を保持することを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、電子素子実装装置が前記記憶手段を備えているので、記憶手段により、個々の電子素子実装装置において決定された保持位置座標を記憶する。したがって、個々の電子素子実装装置それぞれに適合した保持位置座標を基準にして、電子素子を保持する位置を精度良く決定できる。
【００１３】
また、電子素子の実装再開時と、電子素子供給装置を再装着した後と、のうちの少なくとも一方において、保持手段が、既に記憶された保持位置座標を基準として電子素子を保持するので、従来と異なり、実装再開時や電子素子供給装置の再装着後に、保持位置座標を設定し直す必要がない。したがって、生産タクトの延長を防止でき、よって、効率よく電子素子の実装を行える。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子素子実装装置において、記憶手段は、電子素子供給装置固有の保持位置座標を、前記電子素子供給装置に設けられる、電子素子供給装置固有の識別データ（バーコード４２）に対応づけて記憶し、前記固有の識別データに基づいて、既に記憶された前記固有の保持位置座標を記憶手段から読み出す読出手段（例えば、ＣＰＵ３５）を備え、保持手段は、前記読出手段により読み出された前記固有の保持位置座標を基準として、前記電子素子供給装置により供給される電子素子を保持することを特徴とする。
【００１５】
ここで、電子素子供給装置固有の識別データとしては、例えば、バーコードや製造番号などが挙げられるが、これらの例に限定されるものではなく、電子素子供給装置を識別化できるデータであればよい。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、電子素子実装装置の前記記憶手段によって、電子素子供給装置固有の保持位置座標のデータを、固有の識別データに対応づけて体系的に管理できる。また、前記読出手段により、前記固有の識別データに基づいて、容易に固有の保持位置座標を読み出せる。
これにより、データ処理を迅速に行えるので、前記保持手段により、より効率よく電子素子の実装を行える。
【００１７】
なお、電子素子供給装置に設けられた、固有の識別データを、電子素子実装装置に設けられるカメラなどの認識手段によって自動的に認識する構成とすれば、固有の保持位置座標の読み出しをより迅速に行うことができる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、電子素子を供給する電子素子フィーダが装着部４０の所定位置に着脱可能に装着されて、請求項１または２記載の電子素子実装装置に装着される電子素子供給装置を構成するフィーダバンク４であって、基準マーク４１が、前記装着部の所定位置に装着された状態における前記電子素子フィーダにより電子素子が供給される供給位置に対して相対的な位置精度がでるように、あらかじめ組み付けられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、基準マークがフィーダバンクにあらかじめ組み付けられているので、上述した従来の技術と異なり、フィーダバンクにおけるバンクマークの位置をマスターマウンタにより設定する作業が不要となる。
したがって、基準マークの位置精度には、マスターマウンタの精度誤差が反映されないため、電子素子実装装置の基準マーク位置認識手段により認識された基準マークの位置に基づき決定される保持位置座標には、ユーザー側の電子素子実装装置そのものの精度誤差のみが反映されることになる。
【００２０】
このように決定された保持位置座標に基づいて、電子素子実装装置そのものの精度誤差を含む保持手段により、電子素子が保持されるので、結果的に電子素子を保持する位置がより精度良く決定されることになる。したがって、より効率よく電子素子の実装を行える。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
まず、構成を説明する。
図１に示すように、本実施の形態例の電子素子実装装置であるマウンタ３は、吸着ノズルを備えたヘッド部を水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動するＸＹ移動装置３１と、ヘッド部において吸着ノズルを上下方向（Ｚ方向）に移動する昇降装置３２と、ヘッド部に設けられるカメラ３３と、これら各装置を制御する制御装置３４とを備えている。図１は、マウンタ３を示すブロック図である。
【００２３】
マウンタ３は、電子素子供給装置が着脱可能に装着される供給部（図示省略）を備えている。また、ヘッド部に設けられるカメラ３３は、電子素子供給装置が供給部の所定位置に装着された状態で、電子素子供給装置のフィーダバンク（後述する）に設けられた基準マークの位置を認識できるようになっている。すなわち、カメラ３３は、基準マーク位置認識手段である。
なお、上述のＸＹ移動装置３１、昇降装置３２、ヘッド部、吸着ノズルなどの構成・作用は、従来より周知であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２４】
マウンタ３の供給部に装着される電子素子供給装置は、電子素子を供給するテープフィーダ等の電子素子フィーダと、電子素子フィーダが装着されるフィーダバンク４（図２、図３に図示）とを備えて構成されている。フィーダバンク４は一括交換台に設けられており、複数の電子素子フィーダを一括してマウンタ３に装着できる構成となっている。
【００２５】
一括交換台は、従来より周知の構成であり、下方にキャスタが設けられた台車部と、台車部に対して昇降自在に設けられるフィーダバンク４とを備えて構成されている。台車部のキャスタにより、床面上を自在に移動できるようになっている。
【００２６】
図２および図３に示すように、フィーダバンク４は、最高で四十本の電子素子フィーダを並列的に装着可能な装着部４０を備えている。図２は、フィーダバンク４のみを示す平面図、図３は、側面図である。
【００２７】
装着部４０には、それぞれの電子素子フィーダを、各所定位置に、着脱可能に装着できるようになっている。したがって、装着部４０の所定位置に電子素子フィーダを装着することによって、電子素子フィーダにより電子素子が供給される供給位置が、フィーダバンク４に対して位置決めされる。
【００２８】
フィーダバンク４の前方上部には、セラミック製などの基準マーク４１が５点設けられている。基準マーク４１は、装着部４０の所定位置に装着された状態での電子素子フィーダによる電子素子の供給位置に対して、相対的な位置精度がでるように、あらかじめフィーダバンク４に組み付けられている。すなわち、電子素子を吸着すべき位置に対する相対位置に、基準マーク４１を組み付けることにより、フィーダバンク４が製造されている。
【００２９】
また、フィーダバンク４の前方上部の右端には、フィーダバンク４固有の識別データとなるバーコード４２が設けられている。バーコード４２と上述の５点の基準マーク４１は、ほぼ同直線上に配置されている。
また、フィーダバンク４の左右両端には、マウンタ３への位置決めに用いられる係合突起４３がそれぞれ設けられている。
【００３０】
図１に示すように、上述のマウンタ３に設けられる制御装置３４は、ＣＰＵ３５、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３７、記憶装置３８（記憶手段）、入／出力インターフェイス３９等を備えて構成されている。制御装置３４は、入／出力インターフェイス３９を介して、ＸＹ移動装置３１や、昇降装置３２、カメラ３３と接続されている。
【００３１】
記憶装置３８は、プログラムやデータなどが記憶された記録媒体を有している。記録媒体は、例えば、磁気的記録媒体、光学的記録媒体、半導体メモリなどで構成されている。記録媒体は、記憶装置３８に対して、固定的に、または、着脱可能に設けられている。
【００３２】
ＲＯＭ３７、または、記憶装置３８には、電子素子の実装に関わる各処理に対応する各種制御プログラムや、制御データ、基板に実装される電子素子の基板上の実装位置などの制御データ等が記憶されている。電子素子の実装に関わる処理には、後述する、吸着位置座標を決定する処理（図４）、電子素子供給装置固有の吸着位置座標を読み出す処理（図５）などが含まれている。
【００３３】
また、記憶装置３８には、吸着位置座標を記憶できるようになっている。吸着位置座標とは、吸着ノズルにより電子素子を吸着する際の基準となるＸＹθ座標のことである。吸着位置座標は、個々のフィーダバンク４のバーコード情報に対応づけられて、データベース形式で記憶されている。また、個々のマウンタ３そのものによって決定される吸着位置座標のみが、個々のマウンタ３の固有のデータとして記憶装置３８に記憶されている。
また、記憶装置３８には、フィーダバンク４における、電子素子を吸着すべき位置に対する基準マーク４１の相対位置が、あらかじめデータ（座標データなど）として記憶されている。
【００３４】
ＣＰＵ３５は、ＲＯＭ３７または記憶装置３８などに記憶された生産プログラムに基づいて、各種処理を行い、マウンタ３を制御するようになっている。また、ＲＡＭ３６は、各種データが一時的に記憶される記憶領域や、ＣＰＵ３５による作業領域などを形成する。
【００３５】
次に、図４を参照して、上述したマウンタ３および一括交換台を用いて、吸着位置座標を決定する処理について説明する。吸着位置座標の決定処理は、電子素子の実装に先立って行われる。
【００３６】
まず、ステップＳ１で、電子素子供給装置を、マウンタ３の供給部に装着する。
具体的には、まず、電子素子フィーダを、フィーダバンク４の装着部４０の所定位置に装着し、一括交換台の台車部によりマウンタ３まで移送する。電子素子フィーダを装着した状態で、フィーダバンク４をマウンタ３の供給部内に配置する。係合突起４３によりフィーダバンク４を位置決めした状態で、エアシリンダなどによりフィーダバンク４を供給部に対して強固に固定する。これにより、電子素子供給装置が、供給部の所定位置に装着される。
【００３７】
次に、ステップＳ２で、ＸＹ移動装置３１によりヘッド部を水平方向に移動するとともに、ヘッド部のカメラ３３によって、５点の基準マーク４１の位置を認識する。また、これと同時に、フィーダバンク４のバーコード４２をカメラ３３により認識する。
【００３８】
次に、ステップＳ３で、制御装置３４のＣＰＵ３５により、認識された５点の基準マーク４１の位置に基づいて、フィーダバンク４固有の吸着位置座標（ＸＹθ座標）を決定する。すなわち、ＣＰＵ３５は、座標決定手段である。
吸着位置座標を決定するには、フィーダバンク４における、電子素子を吸着すべき位置に対する基準マーク４１の相対位置データを、記憶装置３８から読み出す。基準マーク４１の相対位置データに基づいて、マウンタ３の座標系上で認識された基準マーク４１の位置から、電子素子を吸着すべき位置を逆算し、吸着位置座標を決定する。
【００３９】
決定された固有の吸着位置座標は、ステップＳ４で、認識されたフィーダバンク４のバーコード情報に対応づけて、制御装置３４の記憶装置３８に記憶される。このとき、吸着位置座標は、吸着座標位置を決定したマウンタ３固有のデータとして、記憶装置３８に記憶される。
【００４０】
以上のようにして吸着位置座標が決定された後、電子素子の実装が行われる。まず、決定された吸着位置座標を基準として、ヘッド部がＸＹ移動装置により水平移動され、電子素子の供給位置の上方に配置される。この状態で、昇降装置３２により吸着ノズルを下降して、電子素子フィーダにより供給される電子素子を吸着保持する。すなわち、吸着ノズルは、電子素子の保持手段であり、吸着位置座標は、保持位置座標である。
このように吸着された電子素子は、従来より周知の方法に従い、マウンタ３内で基板上に実装される。
【００４１】
次に、図５を参照して、電子素子の実装を一時中止した後に、電子素子供給装置固有の吸着位置座標を読み出す処理について、説明する。
まず、ステップＳ５で、電子素子の実装を再開するかどうかを判断し、再開する場合には、ステップＳ６へ移行する。
【００４２】
次に、ステップＳ６で、ヘッド部のカメラ３３により、供給部に装着されたフィーダバンク４固有のバーコード４２を認識する。その後、ステップＳ７で、制御装置３４のＣＰＵ３５により、記憶装置３８から、認識された固有のバーコード４２の情報に基づいて、記憶装置３８に既に記憶されている、フィーダバンク４固有の吸着位置座標のデータを読み出す。すなわち、ＣＰＵ３５は、読出手段である。
【００４３】
次に、ステップＳ８で、ＣＰＵ３５により、読み出された固有の吸着位置座標を基準として、ヘッド部の水平移動を制御し、上述と同様にして、電子素子の実装を行う。
【００４４】
なお、電子素子の実装を再開する場合に限らず、電子素子供給装置をいったんマウンタ３の供給部から取り外した後に、電子素子供給装置を再び供給部の所定位置に装着して、電子素子の実装を行う場合にも、ＣＰＵ３５により吸着位置座標を読み出し、これを基準にして電子素子の実装を行える。
【００４５】
以上のように、本実施の形態例によれば、マウンタ３の記憶装置３８により、そのマウンタ３において決定された吸着位置座標を記憶する。したがって、個々のマウンタ３それぞれに適合した吸着位置座標を基準にして、電子素子を保持する位置を精度良く決定することができる。
【００４６】
また、電子素子の実装再開時において、既に記憶された吸着位置座標を基準として、吸着ノズルが電子素子を保持しに行くので、実装再開時に吸着位置座標を設定し直す必要がない。したがって、生産タクトの延長を防止でき、効率よく電子素子の実装を行える。
【００４７】
また、記憶装置３８により、フィーダバンク４固有の保持位置座標のデータを、フィーダバンク４に設けられたバーコード情報に対応づけて、体系的に管理できる。また、固有の保持位置座標のデータを、バーコード情報に基づいて容易に読み出せる。これにより、データ処理を迅速に行うことができる。
【００４８】
また、カメラ３３によりバーコード４２を自動的に読み込むので、手動でフィーダバンク４の認識コードを入力したりする手間を省略でき、よって、生産タクトをより減少できる。
さらに、バーコード４２と５点の基準マーク４１は、ほぼ同直線上に配置されているので、上述のステップＳ２においてカメラティーチングする際には、カメラ３３が設けられたヘッド部を、Ｘ軸方向にのみ水平移動すればよい。したがって、カメラティーチングに要する時間をできるだけ短縮できる。
【００４９】
また、基準マーク４１がフィーダバンク４にあらかじめ組み付けられているので、従来と異なり、フィーダバンク４に設けられた基準マーク４１の位置精度には、マスターマウンタの精度誤差が反映されない。したがって、マウンタ３により決定される吸着位置座標には、マウンタ３そのものの精度誤差（例えば、ＸＹ移動装置３１のＸ軸方向のたわみに起因する精度誤差など）のみが反映されることになる。このような吸着位置座標に基づいて、マウンタ３そのものの精度誤差を含んだ状態で、ヘッド部に設けられた吸着ノズルが電子素子を吸着保持しに行くので、結果的に、電子素子を吸着する位置をより精度良く決定することができる。
【００５０】
また、フィーダバンク４には、基準マーク４１が５点設けられているので、上述の従来の技術において、２点のバンクマーク位置をカメラティーチングする場合に比べて、より精度良く吸着位置座標を設定することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、カメラ３３によってバーコード４２を自動的に認識するものとしたが、例えば、フィーダバンク４のシリアル番号などの文字情報を、キーボードなどにより手動で入力する構成としても良い。また、フィーダバンク４固有の認識データは、バーコード４２やシリアル番号のみに限らず、フィーダバンク４を識別化できるデータであれば良い。
【００５２】
また、フィーダバンク４が一括交換台に設けられているものとしたが、特にこの構成に限定されるものではなく、電子素子フィーダが装着された状態のフィーダバンク４を、マウンタ３の供給部に装着できる構成であればよい。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、個々の電子素子実装装置それぞれに適合した保持位置座標を基準にして、電子素子を保持する位置を精度良く決定できる。また、生産タクトの延長を防止でき、効率よく電子素子の実装を行える。
【００５４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、固有の保持位置座標のデータを体系的に管理でき、また、固有の保持位置座標を容易に読み出せる。これにより、データ処理を迅速に行えるので、より効率よく電子素子の実装を行える。
【００５５】
請求項３記載の発明によれば、電子素子実装装置そのものの精度誤差のみが反映された保持位置座標に基づいて、電子素子実装装置そのものの精度誤差を含む保持手段により、電子素子が保持されるので、結果的に電子素子を保持する位置がより精度良く決定されることになる。したがって、より効率よく電子素子の実装を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施の形態のマウンタの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した一実施の形態のフィーダバンクを示す平面図である。
【図３】同、側面図である。
【図４】図１中のマウンタによる吸着位置座標の決定処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１中のマウンタによる吸着位置座標の読み出し処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】従来のマウンタおよび一括交換台を示す概略図である。
【図７】図６中のフィーダバンクを示す平面図である。
【図８】同、側面図である。
【符号の説明】
３マウンタ（電子素子実装装置）
４フィーダバンク
３３カメラ（基準マーク位置認識手段）
３５ＣＰＵ（座標決定手段、読出手段）
３８記憶装置（記憶手段）
４０装着部
４１基準マーク
４２バーコード（識別データ）

Claims

供給部の所定位置に電子素子供給装置が着脱可能に装着され、この電子素子供給装置により供給される電子素子を保持する保持手段を備えた電子素子実装装置であって、
前記電子素子供給装置が前記供給部の所定位置に装着された状態で、前記電子素子供給装置の電子素子フィーダが装着されるフィーダバンクに設けられた基準マークの位置を認識する基準マーク位置認識手段と、
認識された前記基準マークの位置に基づいて、前記電子素子を保持する際の基準となる保持位置座標を決定する座標決定手段と、を備えており、
さらに、この座標決定手段により決定された前記保持位置座標を、固有のデータとして記憶する記憶手段を備え、
前記保持手段は、前記電子素子供給装置を前記供給部の所定位置に装着した状態で電子素子の実装を再開する時と、前記電子素子供給装置を再び前記供給部の所定位置に装着した後と、のうちの少なくとも一方において、前記記憶手段に記憶された保持位置座標を基準として前記電子素子供給装置により供給される前記電子素子を保持することを特徴とする電子素子実装装置。
請求項１記載の電子素子実装装置において、
記憶手段は、電子素子供給装置固有の保持位置座標を、前記電子素子供給装置に設けられる、電子素子供給装置固有の識別データに対応づけて記憶し、
前記固有の識別データに基づいて、既に記憶された前記固有の保持位置座標を記憶手段から読み出す読出手段を備え、
保持手段は、前記読出手段により読み出された前記固有の保持位置座標を基準として、前記電子素子供給装置により供給される電子素子を保持することを特徴とする電子素子実装装置。
電子素子を供給する電子素子フィーダが装着部の所定位置に着脱可能に装着されて、請求項１または２記載の電子素子実装装置に装着される電子素子供給装置を構成するフィーダバンクであって、
基準マークが、前記装着部の所定位置に装着された状態における前記電子素子フィーダにより電子素子が供給される供給位置に対して相対的な位置精度がでるように、あらかじめ組み付けられていることを特徴とするフィーダバンク。