JP4600959B2 - 電子部品搭載装置及び電子部品搭載方法 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、格子状に配列された電子部品を順次吸着し、吸着した電子部品を基板に搭載する電子部品搭載装置、及び、この電子部品搭載装置を用いて電子部品を搭載する電子部品搭載方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子部品搭載装置において、半導体チップなどの電子部品を供給する方法としてトレイを用いる方法が知られている。図6に示すように、トレイ50には、複数の電子部品60,60,…が格子状に配列されている。図7に示すように、このトレイ50は電子部品搭載装置70に装着されている。そして、電子部品搭載装置70は、トレイ50に収納されている電子部品60,60,…を吸着ノズル71で順次吸着し、吸着ノズル71の設けられるヘッド72をトレイ50上から基板80上に移動させて、吸着ノズル71の吸着を解除して、電子部品60を基板80に搭載する。
【0003】
以上の電子部品搭載装置70を用いて電子部品60,60,…を基板に搭載する場合、電子部品60,60,…それぞれの吸着位置を電子部品搭載装置70に設定する必要がある。電子部品60,60,…の吸着位置は、以下のようにして設定している。即ち、作業者は、図6に示すように、トレイ50の四隅に配置される電子部品のうち三つの電子部品60−1,60−2,60−3の吸着位置(XY座標値)を電子部品搭載装置70に対してティーチングする。更に、作業者は、Y方向の電子部品の数(図6では、三個)及びX方向の電子部品の数(図6では、四個)を電子部品搭載装置70に対して入力する。電子部品60,60,…を順次吸着する動作を行う前に、電子部品搭載装置70は、ティーチングされた電子部品60−1,60−2,60−3の吸着位置、X方向の電子部品の数及びY方向の部品の数に基づき、電子部品60,60,…それぞれの吸着位置を算出する。そして、電子部品搭載装置70は、算出したそれぞれの吸着位置で、電子部品60,60,…を順次吸着する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では、一つのトレイに対してティーチング作業が三回必要であり、トレイを交換する毎に三回のティーチングをするため、電子部品搭載装置70に使用するトレイの数が多いほどティーチングの段取りに要する時間が増えてしまう。そのため、電子部品搭載装置70の生産性が低いことがある。特に、このティーチング作業に要する時間は、作業者の経験等によって左右され、ティーチング作業が少ない方が望まれている。また、電子部品60−1,60−2,60−3の吸着位置、X方向及びY方向の電子部品の数に基づいて、電子部品60,60,…それぞれの吸着位置を算出するため、X方向の電子部品の数やY方向の電子部品の数の入力を作業者が間違ってしまった場合、四隅の電子部品60−1,60−2,60−3,60−4以外の電子部品60,60,…の吸着位置は誤って算出される。したがって、電子部品搭載装置70は、四隅の電子部品60−1,60−2,60−3,60−4以外の電子部品60,60,…を吸着できなかったり、誤って算出された吸着位置で部品を吸着してしまうために電子部品を正常に部品認識できなかったりするという問題がある。
【0005】
そこで本発明の解決しようとする課題は、電子部品搭載装置に対してティーチングする作業の回数を少なくするとともに、電子部品搭載装置が確実に電子部品を吸着することができるようにすることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、例えば図1〜図3に示すように、電子部品を吸着する吸着ノズル(12)と、前記吸着ノズルが設けられるとともに移動自在なヘッド(4)と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品を認識するための部品認識手段(撮像装置15)と、前記吸着ノズルの吸着及び前記ヘッドの移動の制御を行う制御手段(制御装置20)と、を備え、格子状に配列された複数の電子部品を前記吸着ノズルで順次吸着して、前記ヘッドを基板上に移動させ、該基板上にて電子部品を吸着解除して搭載する電子部品搭載装置(1)において、
前記制御手段は、
前記複数の電子部品のうちの第一電子部品の吸着位置を入力する第一入力処理(ステップS3:Yes)と、
前記複数の電子部品間の間隔を入力する第二入力処理(ステップS5:Yes)と、
前記第一電子部品を前記入力した吸着位置において前記吸着ノズルで吸着する第一吸着処理(ステップS7)と、
前記第一電子部品の基準位置と前記入力した吸着位置とのずれを前記部品認識手段で認識する第一認識処理(ステップS8)と、
前記認識したずれ、前記入力した吸着位置及び前記入力した間隔に基づき、第二電子部品の吸着位置を算出する第一算出処理(ステップS10)と、
前記算出した吸着位置において前記第二電子部品を前記吸着ノズルで吸着する第二吸着処理(ステップS11)と、
前記第二電子部品の基準位置と前記算出した吸着位置とのずれを前記部品認識手段で認識する第二認識処理(ステップS12)と、
前記第一認識処理において認識されたずれ及び前記第二認識処理において認識されたずれに基づいて、前記第一電子部品の基準位置と前記第二電子部品の基準位置との間隔を算出し、この算出した間隔及び前記第二電子部品の基準位置に基づいて第三電子部品の吸着位置を算出する第二算出処理(ステップS13)と、を実行可能に構成され、
前記第三電子部品以降の電子部品の各々を前記基板上に搭載する際に、前記制御手段が前記第二吸着処理、前記第二認識処理及び前記第二算出処理を繰り返し実行することによって、前記第二吸着処理にて吸着した一の電子部品の基準位置と当該一の電子部品の直前に吸着された電子部品の基準位置との間隔を順次算出し、この間隔及び前記一の電子部品の基準位置に基づいて、前記一の電子部品の直後に吸着する他の電子部品の吸着位置を順次算出して、算出した吸着位置において前記他の電子部品を前記吸着ノズルで順次吸着するものである。
【0007】
請求項3記載の発明は、例えば図1〜図3に示すように、電子部品を吸着する吸着ノズル(12)と、前記吸着ノズルが設けられるとともに移動自在なヘッド(4)と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品を認識するための部品認識手段(撮像装置15)と、前記吸着ノズルの吸着及び前記ヘッドの移動の制御を行う制御手段(制御装置20)と、を備える電子部品搭載装置(1)を用いて、格子状に配列された複数の電子部品を前記吸着ノズルで順次吸着して、前記ヘッドを基板上に移動させ、該基板上にて電子部品を吸着解除して搭載する電子部品搭載方法において、
前記複数の電子部品のうちの第一電子部品の吸着位置を前記制御手段に対してティーチングするステップ(ステップS3:Yes)と、
前記複数の電子部品間の間隔を入力する処理(ステップS5:Yes)を前記制御手段に対して行わせるステップと、
前記第一電子部品を前記ティーチングした吸着位置において前記吸着ノズルで吸着する処理(ステップS7)を前記制御手段に対して行わせる第一吸着ステップと、
前記第一電子部品の基準位置と前記入力した吸着位置とのずれを前記部品認識手段で認識する処理(ステップS8)を前記制御手段に対して行わせる第一認識ステップと、
前記認識したずれ、前記ティーチングした吸着位置及び前記入力した間隔に基づき、第二電子部品の吸着位置を算出する処理を前記制御手段に対して行わせる第一算出ステップ(ステップS10)と、
前記算出した吸着位置において前記第二電子部品を前記吸着ノズルで吸着する処理(ステップS11)を前記制御手段に対して行わせる第二吸着ステップと、
前記第二電子部品の基準位置と前記算出した吸着位置とのずれを前記部品認識手段で認識する処理(ステップS12)を前記制御手段に対して行わせる第二認識ステップと、
前記第一認識ステップにおいて認識されたずれ及び前記第二認識ステップにおいて認識されたずれに基づいて、前記第一電子部品の基準位置と前記第二電子部品の基準位置との間隔を算出し、この算出した間隔及び前記第二電子部品の基準位置に基づいて第三電子部品の吸着位置を算出する処理(ステップS13)を前記制御手段に対して行わせる第二算出ステップと、を含み、
前記第三電子部品以降の電子部品の各々を前記基板上に搭載する際に、前記第二吸着ステップの処理、前記第二認識ステップの処理及び前記第二算出ステップの処理を前記制御手段に対して繰り返し実行させることによって、前記第二吸着ステップにて吸着した一の電子部品の基準位置と当該一の電子部品の直前に吸着された電子部品の基準位置との間隔を順次算出し、この間隔及び前記一の電子部品の基準位置に基づいて、前記一の電子部品の直後に吸着する他の電子部品の吸着位置を順次算出して、算出した吸着位置において前記他の電子部品を前記吸着ノズルで順次吸着する。
【0008】
なお、基準位置とは、電子部品の重心や中心といったものであり、設計上の電子部品の吸着位置である。
【0009】
請求項1又は3記載の発明によれば、配列された電子部品間の間隔、認識したずれ及び第一電子部品の吸着位置に基づいて、第二電子部品の吸着位置が算出されるため、その算出される吸着位置は、設計上の第二電子部品の吸着位置(基準位置)に非常に近い。そのため、電子部品搭載装置は、第二電子部品を確実に吸着ノズルで吸着することができる。また、認識したずれに基づいて、第二電子部品の吸着位置が算出するため、第二入力処理において入力する電子部品の間隔は、精密なものでなくとも良い。即ち、第二入力処理において入力する電子部品の間隔は、電子部品搭載装置が部品認識手段で第二電子部品を認識できる程度の精密さで構わない。
また、第一認識処理(第一認識ステップ)にて認識されたずれ及び第二認識処理(第二認識ステップ)にて認識されたずれに基づいて、第一電子部品の基準位置と前記第二電子部品の基準位置との間隔、即ち、第一電子部品と第二電子部品の真の間隔が算出される。この算出した真の間隔と第二電子部品の基準位置に基づいて、第三電子部品の吸着位置が算出されるが、この算出される第三電子部品の吸着位置は、第三電子部品の基準位置に非常に近い。そのため、電子部品搭載装置は、第三電子部品を確実に吸着ノズルで吸着することができる。
さらに、制御手段が処理を繰り返し実行するため、電子部品搭載装置は、第三電子部品以降の電子部品の各々を基板上に搭載する際に、吸着した一の電子部品の基準位置と当該一の電子部品の直前に吸着された電子部品の基準位置との間隔を順次算出し、この間隔及び一の電子部品の基準位置に基づいて、一の電子部品の直後に吸着する他の電子部品の吸着位置を順次算出して、算出した吸着位置において他の電子部品を吸着ノズルで順次吸着していくことで、配列された複数の電子部品全てを確実に吸着ノズルで順次吸着することができる。更に、制御手段に対して吸着位置をティーチングすることは、従来では、配列された複数の電子部品につき三回必要であったのに対し、本発明では、一回のティーチングで済むため、作業者の負担が軽減され、電子部品搭載装置の生産性が向上する。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1記載において、
前記制御手段は、前記第二算出処理(ステップS13)にて、
前記第一認識処理において認識されたずれに基づいて前記第一電子部品の基準位置を算出するとともに、前記第二認識処理において認識されたずれに基づいて前記第二電子部品の基準位置を算出し、前記第一電子部品の基準位置及び前記第二電子部品の基準位置に基づいて、前記第一電子部品の基準位置と前記第二電子部品の基準位置との間隔を算出するものである。
【0011】
請求項4記載の発明は、請求項3記載において、
前記第二算出ステップ(ステップS13)は、
前記第一認識ステップにおいて認識されたずれに基づいて前記第一電子部品の基準位置を算出するとともに、前記第二認識ステップにおいて認識されたずれに基づいて前記第二電子部品の基準位置を算出し、前記第一電子部品の基準位置及び前記第二電子部品の基準位置に基づいて、前記第一電子部品の基準位置と前記第二電子部品の基準位置との間隔を算出する処理を前記制御手段に対して行わせる。
【0012】
請求項2又は4記載の発明によれば、第一認識処理(第一認識ステップ)にて認識されたずれに基づいて、第一電子部品の基準位置が算出される。また、第二認識処理(第二認識ステップ)にて認識されたずれに基づいて、第二電子部品の基準位置が算出される。そして、第一電子部品の基準位置及び第二電子部品の基準位置に基づいて、第一電子部品の基準位置と前記第二電子部品の基準位置との間隔、即ち、第一電子部品と第二電子部品の真の間隔が算出される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る電子部品搭載装置及び電子部品搭載方法について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。
【0017】
図1に示すように、電子部品搭載装置1は、コンベヤ等の基板搬送装置2によって電子部品搭載装置1内の所定位置まで搬送された回路基板上に電子部品を搭載する装置である。
【0018】
電子部品搭載装置1は、基台3と、基台3上に配設される基板搬送装置2と、複数の電子部品14,14,…が収納されるトレイ13と、基台3上でX−Y方向に移動するヘッド4と、ヘッド4のX−Y方向(前後左右)への移動のためにこのヘッド4を駆動する駆動機構5と、ヘッド4及び駆動機構5を制御するための制御装置20(図2に図示)等とを備えている。
【0019】
基板搬送装置2は、X方向(左右方向)に基板を搬送するものである。トレイ13は、基板搬送装置2の後方に配置されている。このトレイ13には、略方形状の電子部品14がマトリクス状(格子状)に複数配列されている。なお、電子部品搭載装置1に対してトレイ13は着脱自在であり、複数のトレイを収納したトレイ収納装置が電子部品搭載装置1の脇に配置されており、このトレイ収納装置は、電子部品搭載装置1に装着されるトレイを交換できるように構成されている。
【0020】
駆動機構5は、以下のような構成をしている。即ち、Y方向に延在する二つの支持梁6,6が、互いに平行になるように基台3上に配設されている。支持梁6,6には、X方向に延在するビーム7がY方向に移動自在となるように設けられている。ビーム7には、ヘッド4がX方向に移動自在となるように設けられている。支持梁6にはタイミングベルト8が設けられており、このタイミングベルト8はモータ9の駆動取出軸に掛けられている。モータ9が作動すると、タイミングベルト8を介してビーム7がY方向に移動する。また、ビーム7にはタイミングベルト10が設けられており、このタイミングベルト10はモータ11の駆動取出軸に掛けられている。モータ11が作動すると、タイミングベルト10を介してヘッド4がX方向に移動する。また、駆動機構5には、ヘッド4の位置(XY座標)を検出する位置検出手段(図示略)が設けられている。この位置検出手段は、例えば、モータ9の駆動取出軸に設けられるエンコーダと、モータ11の駆動取出軸に設けられるエンコーダとから構成されている。モータ9、モータ11及び上記位置検出手段は制御装置20に接続されており、制御装置20がモータ9及びモータ11を制御する。これにより、制御装置20は、ヘッド4の移動を制御することができる。
【0021】
ヘッド4は、以下のような構成をしている。即ち、ヘッド4には、電子部品を真空吸着する吸着ノズル12が設けられている。ヘッド4には、吸着ノズル12に対して真空を発生させる真空発生装置(図示略)が設けられている。この真空発生装置は制御装置20に接続されており、制御装置20は真空発生装置を制御する。これにより、制御装置20は、吸着ノズル12の吸着及び吸着解除を制御することができる。
【0022】
また、吸着ノズル12は、ヘッド4に対し、Z軸方向(上下方向)およびθ軸方向(吸着ノズル12の軸周りの回転方向)に移動自在とされている。ヘッド4にはZ軸モータ(図示略)が設けられており、Z軸モータが作動すると吸着ノズル12が上下動する。更に、ヘッド4にはθ軸モータ(図示略)が設けられており、θ軸モータが作動すると、吸着ノズル12がθ軸方向に回転する。ヘッド4には、ヘッド4に対する吸着ノズル12の位置(Z軸方向の高さ、及び、θ軸回りの回転角)を検出する検出手段が設けられている。この検出手段は、例えば、上記Z軸モータの駆動取出軸に設けられるエンコーダと、上記θ軸モータの駆動取出軸に設けられるエンコーダとから構成されている。上記Z軸モータ、上記θ軸モータ及び上記検出手段は制御装置20に接続されており、制御装置20が上記Z軸モータ及び上記θ軸モータを制御する。これにより、制御装置20は、ヘッド4に対する吸着ノズル12の移動を制御することができる。
【0023】
また、ヘッド4には、吸着ノズル12に吸着された電子部品14を認識するための部品認識手段としての撮像装置15(例えば、CCDカメラ)が設けられている。この撮像装置15は、制御装置20に接続されている。撮像装置15は、吸着ノズル12に吸着された電子部品14を撮像したり、トレイ13に収納された電子部品14を撮像したりして、その撮像した画像を制御装置20へと出力する。吸着ノズル12に吸着された電子部品14の撮像画像を基に、吸着された電子部品14の吸着姿勢が制御装置20にて認識される。
【0024】
ヘッド4では、吸着ノズル12が上下動したり、吸着ノズル12が吸着や吸着解除することによって、トレイ13から電子部品14を取り出し動作、及び基板上への電子部品14の搭載動作が可能となる。さらに、ヘッド4では、吸着ノズル12が回転することによって、吸着ノズル12に吸着された電子部品14の吸着姿勢と、基板上の実装位置における真の実装姿勢とにおける、θ軸回り方向のズレを補正することが可能となる。なお、上記基板上の実装位置における真の実装姿勢とは、電子部品搭載装置1に設定されている座標原点を基準として表した、基板上の実装位置における実装姿勢であり、言わば設計上における実装姿勢である。
【0025】
図2に示すように、電子部品搭載装置1は、表示装置16と、操作装置17とを備えており、表示装置16及び操作装置17は制御装置20に接続されている。表示装置16は、制御装置20からの信号に従い画像を表示するものである。例えば、撮像装置15にて撮像された画像が表示装置16にて表示されたり、作業者に対する操作指示の画像が表示装置16にて表示されたりする。操作装置17は、キーボードやマウス、操作ボタン等によって構成されている。作業者が操作装置17を操作すると、操作装置17はその操作に従った操作信号を制御装置20に対して出力するものである。制御装置20は、操作装置17からの操作信号を入力することができる。
【0026】
制御装置20は、CPU21と、RAM22と、ROM23とを備えており、各部がシステムバスによって相互にデータ入出力可能に接続されている。ROM23には、電子部品搭載装置1全体を制御するための制御プログラムと、各種の電子部品の寸法に関する寸法データとが少なくとも格納されている。CPU21は、ROM23に格納された制御プログラムに従って、RAM22の所定領域を作業領域として、ROM23に格納された制御プログラムに従い、ヘッド4、駆動機構5及び操作装置17からデータ(信号)を入力する処理、ヘッド4や駆動機構5等の電子部品搭載装置1全体を制御する処理、表示装置16に画像を表示させる処理等の演算を行う。制御装置20は、CPU21の演算によって電子部品搭載装置1全体を制御することができる。
【0027】
次に、ROM23に格納された制御プログラムに従った制御装置20の処理の流れ、この制御装置20による電子部品搭載装置1の動作、及び、この電子部品搭載装置1を用いて電子部品14を基板に搭載する方法について説明する。なお、図3は、制御装置20の処理の流れを示すフローチャートである。
【0028】
まず、制御装置20は、駆動機構5を制御して、ヘッド4をトレイ13上へ移動させる(ステップS1)。ヘッド4の移動によって、ヘッド4に備えられる吸着ノズル12が、トレイ13の四隅に配置された電子部品14−1,14−6,14−13,14−18(図4に図示)のうちの一つに対向する位置に移動する。本実施の形態では、左後ろの電子部品14−1、即ち、最も小さいX座標及び最も小さいY座標に位置する電子部品14−1に対向する位置に、吸着ノズル12が移動する。
【0029】
次いで、制御装置20は、撮像装置15にて電子部品14−1を撮像して、撮像した画像を表示装置16に表示させる(ステップS2)。作業者は表示装置16に表示された画像を見ながら、吸着ノズル12にて電子部品14−1を吸着する位置(電子部品搭載装置1に設定されている座標原点を基準としたXY座標値)を制御装置20に対してティーチングする。即ち、制御装置20は、操作装置17から電子部品14−1の吸着位置が入力されるのを待って(ステップS3)、作業者が操作装置17を操作して電子部品14−1の吸着位置を入力したら(ステップS3:Yes)、制御装置20は操作装置17から電子部品14−1の吸着位置を入力し、その入力した吸着位置をRAM22にて記憶する(ステップS4)。
【0030】
次いで、制御装置20は、トレイ13に配列された電子部品14のX方向(左右方向)の間隔(以下、ピッチpxと述べる。)、Y方向(前後方向)の間隔(以下、ピッチpyと述べる。)、X方向の電子部品の数(以下、個数mxと述べる。)及びY方向の電子部品の数(以下、個数myと述べる。)が操作装置17から入力されるのを待つ(ステップS5)。そして、作業者が操作装置17を操作してピッチpx、ピッチpy、個数mx及び個数myを入力したら(ステップS5:Yes)、制御装置20は操作装置17からピッチpx、ピッチpy、個数mx及び個数myを入力し、その入力されたピッチpx、ピッチpy、個数mx及び個数myをRAM22にて記憶する(ステップS6)。なお、入力するピッチpx及びpyはおおよその値で良く、精密に測定したものでなくても良い。
【0031】
次いで、制御装置20は、ステップS4で記憶した吸着位置で電子部品14−1を吸着ノズル12が吸着するように、ヘッド4及び駆動機構5を制御する(ステップS7)。即ち、制御装置20は、駆動機構5を制御することによって、吸着ノズル12を吸着位置P1(図5に図示)に位置するようにヘッド4を移動させて、次いで、ヘッド4を制御することによって、吸着ノズル12を下降させて、吸着ノズル12に吸着動作を行わせて、そして、吸着ノズル12を上昇させる。
【0032】
次いで、制御装置20は、吸着ノズル12に吸着された電子部品14−1を認識する(ステップS8)。即ち、吸着された電子部品14−1を撮像装置15が撮像して、撮像した画像を制御装置20が入力する。制御装置20は、画像処理によって入力した撮像画像から吸着位置P1と、電子部品14−1における基準位置P2(図5に図示)とのずれ量v(図5に図示)を認識する。具体的には、制御装置20は、撮像画像における電子部品14−1の吸着姿勢と、ROM23に格納された電子部品の寸法に関する寸法データとに基づいて、ずれ量vを認識する。ずれ量vが認識されることによって、電子部品搭載装置1に設定されている座標原点を基準として、基準位置P2の座標値を表すことができ、制御装置20は、ずれ量v及び吸着位置P1に基づいて基準位置P2の座標値を算出して、基準位置P2の座標値を認識することができる。制御装置20は、吸着した時点での、この基準位置P2の座標値をRAM22にて記憶する。なお、電子部品における基準位置とは、電子部品の代表点であり、例えば、電子部品の重心或いは電子部品の中心であり、設計上の電子部品の吸着位置である。
【0033】
ステップS8後、制御装置20は、吸着した電子部品14−1が基板に搭載されるように、ヘッド4及び駆動機構5を制御する(ステップS9)。即ち、制御装置20は、ヘッド4を制御することによって吸着ノズル12を回転させ、吸着ノズル12に吸着された電子部品14−1の吸着姿勢と、基板上の実装位置における真の実装姿勢とにおける、θ軸回り方向のズレを補正する。次いで、制御装置20は、駆動機構5を制御することによって、電子部品14−1の基準位置P2が基板上の搭載位置に位置するようにヘッド4を移動させる。次いで、制御装置20は、ヘッド4を制御することによって吸着ノズル12を下降させて、吸着ノズル12の吸着解除動作を行わせる。これにより、電子部品14−1が基板上の搭載位置に搭載される。
【0034】
ステップS9後、制御装置20は、X方向に向かって電子部品14−1の隣りの電子部品14−2を吸着する位置P1を、電子部品14−1の基準位置P2の座標値及びピッチpxに基づいて、算出する(ステップS10)。即ち、制御装置20は、電子部品14−1の基準位置P2のX座標値(ステップS8においてRAM22に格納されている。)にピッチpxを加算することによって、電子部品14−2の吸着位置P1を算出する。なお、算出された電子部品14−2の吸着位置P1は、電子部品14−2の基準位置P2と同じであっても良い。
【0035】
次いで、制御装置20は、ステップS10において算出した電子部品14−2の吸着位置P1で、電子部品14−2を吸着ノズル12が吸着するように、ヘッド4及び駆動機構5を制御する(ステップS11)。即ち、制御装置20は、駆動機構5を制御することによって、電子部品14−2の吸着位置P1に吸着ノズル12が位置するようにヘッド4を移動させて、次いで、ヘッド4を制御することによって吸着ノズル12を下降させて、吸着ノズル12に吸着動作を行わせ、吸着ノズル12を上昇させる。
【0036】
次いで、電子部品14−1の場合と同様に、制御装置20は、吸着ノズル12に吸着された電子部品14−2を認識する(ステップS12)。これにより、制御装置20は、電子部品14−2の基準位置P2と電子部品14−2の吸着位置P1とのずれ量vを認識し、電子部品14−2の基準位置P2の座標値を算出して、この基準位置P2を認識する。この基準位置P2の座標値は、RAM22に格納される。
【0037】
次いで、電子部品14−1の場合と同様に、制御装置20は、吸着した電子部品14−2が基板に搭載されるように、ヘッド4及び駆動機構5を制御する(ステップS13)。これにより、電子部品14−2が基板上の搭載位置に搭載される。
【0038】
次いで、制御装置20は、電子部品を基板に搭載する作業を終了するか否かを判断し(ステップS14)、終了すると判断した場合には(ステップS14:Yes)、制御装置20の処理は終了し、終了しないと判断した場合には(ステップS14:No)、制御装置20の処理はステップS10に戻る。なお、ステップS14の判断は、トレイ13に収納された電子部品の数(mx×my)だけ、電子部品14を搭載したか否かを判断することによって行われる。
【0039】
制御装置20の処理がステップS10に戻った場合には、制御装置20は、X方向に向かって電子部品14−2の隣りの電子部品14−3について、電子部品14−2の場合と同様に基板に搭載するように演算・制御を行う(ステップS10〜ステップS14)。ここで、再度のステップS10において、制御装置20は、電子部品14−2の基準位置P2のX座標値(前のステップS12においてRAM22に格納されている。)に、電子部品14−1の基準位置P2と電子部品14−2の基準位置P2との間隔(電子部品14−2の基準位置P2のX座標値から電子部品14−1のX座標値を差し引いた値。以下、算出したピッチと述べる。)を加算することによって、電子部品14−3の吸着位置P1を算出する。なお、電子部品14−2の基準位置P2のX座標値にピッチpxを加算することによって、電子部品14−3の吸着位置P1を算出することとしても良い。
【0040】
制御装置20が、ステップS10〜ステップS14の処理を繰り返して行うことによって、電子部品搭載装置1は、電子部品14−2から右後ろの電子部品14−6までを吸着ノズル12で順次吸着していき、吸着した電子部品を基板に搭載していく。
【0041】
電子部品14−6を基板に搭載したら、制御装置20は、Y方向に向かって電子部品14−6の隣りの電子部品14−7の吸着位置P1を算出するが、この場合、電子部品14−6の吸着位置P1のY座標にピッチpyを加算することによって、電子部品14−7の吸着位置P1を算出する。そして、制御装置20は、ヘッド4及び駆動機構5を制御することによって、電子部品搭載装置1は、算出した吸着位置P1で電子部品14−7を吸着ノズル12によって吸着し、電子部品14−7を基板に搭載する(ステップS10〜ステップS14)。
【0042】
電子部品14−7を基板に搭載したら、制御装置20は電子部品14−7の左隣りの電子部品14−8の吸着位置P1を算出するが、この場合、電子部品14−7の吸着位置P1のX座標値にピッチpxを減算することによって、電子部品14−8の吸着位置P1を算出する。そして、電子部品14−9〜電子部品14−12の吸着位置P1を算出する場合も同様であり、電子部品14−8〜電子部品14−12を順次吸着していき、吸着した電子部品を基板に搭載していく(ステップS10〜ステップS14)。
【0043】
電子部品14−12後の搭載後、電子部品14−13〜電子部品14−18を順次吸着していき、吸着した電子部品を基板に搭載していく(ステップS10〜ステップS14)。トレイ13に収納された全ての電子部品14−1〜電子部品14−18を搭載し、制御装置20が処理を終了すると判断したら(ステップS14:Yes)、制御装置20の処理は終了する。
【0044】
新たなトレイから電子部品を基板上に搭載する場合、上記ステップS1〜ステップS14を制御装置20が実行することによって、電子部品搭載装置1はその新たなトレイに配列された複数の電子部品を吸着ノズル12で順次吸着し、吸着した電子部品を基板上に移動させて、吸着ノズル12の吸着解除をして電子部品を基板に搭載する。
【0045】
以上のように、本実施の形態によれば、電子部品搭載装置1が電子部品14−2〜電子部品14−8を吸着ノズル12で順次吸着する際に、吸着しようとする電子部品の前に吸着した電子部品の基準位置P2或いは吸着位置P1の座標値に対してピッチPx又はPy(或いは、算出したピッチ)だけ加算或いは減算した座標値を吸着位置P1として算出する。即ち、電子部品搭載装置1の制御装置20は、電子部品14−2〜14−18を吸着しようとする毎に、当該電子部品14−2〜14−18の吸着位置P1を算出している。従って、電子部品搭載装置1は、電子部品14−2〜14−1を吸着ノズル12で確実に吸着することができる。
【0046】
また、電子部品搭載装置1の制御装置20は、電子部品14−2〜14−18を吸着しようとする毎に、当該電子部品14−2〜14−18の吸着位置P1を算出しているため、その算出された吸着位置P1は基準位置P2に非常に近い値となる。即ち、電子部品14−2〜14−18を吸着しようとする毎に、その直前に吸着した電子部品の吸着位置P1或いは基準位置P2に基づいて、当該電子部品14−2〜14−18の吸着位置P1を算出しているため、各電子部品14−2〜14−18の吸着位置P1を算出する際の累積的な誤差が少なくなる。よって、算出された吸着位置P1は、基準位置P2に非常に近い値となる。従って、電子部品搭載装置1は、電子部品14−2〜14−18を理想的な吸着位置で吸着することができる。
【0047】
また、従来では、一つのトレイ50に対してティーチング作業が三回必要であったが、本実施の形態では一つのトレイ13に対してティーチング作業が一回で済む。従って、作業者の負担が軽減されるとともに、電子部品搭載装置1の生産性が向上する。また、ピッチpx,pyを入力するため、算出された吸着位置P1が基準位置P2から大きくずれることがないため、算出された吸着位置P1が電子部品14から大きくずれて、電子部品14を吸着できなくなることがない。
【0048】
また、吸着しようとする電子部品14−2〜14−18の吸着位置P1は、その直前に吸着した電子部品14のずれ量v及び吸着位置P1に基づいて算出されるため、ステップS5において作業者が入力するピッチpx,pyはおおよその値で良く、精密な値を入力しなくても良い。従って、作業者の負担が軽減される。
【0049】
また、吸着位置P1が基準位置P2から大きくずれることがないため、電子部品搭載装置1は撮像装置15で確実に部品認識を行うことができ、部品認識に悪影響を及ばさない。
【0050】
なお、本発明の電子部品搭載装置は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
【0051】
例えば、上記の実施の形態では、部品認識手段としての撮像装置15を、ヘッド4と一体的に移動する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、部品認識手段は固定式のものとし、固定した部品認識手段により認識を行うようにしてもよい。
【0052】
また、部品認識手段として、撮像装置15を用いる場合について説明したが、部品認識手段はラインセンサであっても良い。ラインセンサは、電子部品14の対角線の長さよりも広い幅の平行光束を射出する発光部と、この発光部から射出された平行光束を全幅に亘って小さな受光素子ピッチで検出する受光部とから構成されている。この場合、発光部と受光部との間に吸着した電子部品14を位置させて、その位置で電子部品14を回転させて、電子部品14の回転角度に応じて影の大きさが変化する。この影の大きさの変化によって、電子部品14の基準位置P2と吸着位置P1とのずれ量vを制御装置20が認識する。また、マトリクス状(格子状)とは、一行或いは一列に電子部品が配列された場合を含む意である。
【0053】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、吸着しようとする第二電子部品の吸着位置は、設計上の電子部品の第二電子部品の吸着位置(基準位置)に非常に近い値で算出される。したがって、電子部品搭載装置は、第二電子部品を確実に吸着ノズルで吸着することができる。
また、吸着しようとする第三電子部品の吸着位置が算出されるが、この算出される第三電子部品の吸着位置は、第三電子部品の基準位置に非常に近い。そのため、電子部品搭載装置は、第三電子部品を吸着する場合、計測誤差が累積せず確実に吸着ノズルで吸着することができる。
さらに、制御手段が処理を繰り返し実行するため、電子部品搭載装置は、吸着ノズルで吸着した一の電子部品の直後に吸着される他の電子部品の吸着位置を順次算出して、算出した吸着位置において他の電子部品を吸着ノズルで順次吸着していくことで、配列された複数の電子部品全てを確実に吸着ノズルで順次吸着することができる。更に、配列された複数の電子部品に対して一回のティーチングで済むため、作業者の負担が軽減され、電子部品搭載装置の作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る電子部品搭載装置の具体的な態様が示されている斜視図である。
【図2】上記電子部品搭載装置の制御構成の具体的な態様が示されているブロック図である。
【図3】上記電子部品搭載装置に具備される制御装置の処理の流れが示されているフローチャートである。
【図4】上記電子部品搭載装置に具備されるトレイを示す平面図である。
【図5】電子部品の吸着位置及び基準位置を説明するための模式図である。
【図6】従来の電子部品搭載装置に具備されるトレイが示されている平面図である。
【図7】上記従来の電子部品搭載装置が示されている斜視図である。
【符号の説明】
1 電子部品搭載装置
4 ヘッド
5 駆動機構
12 吸着ノズル
13 トレイ
14 電子部品
15 撮像装置(部品認識手段)
17 操作装置
20 制御装置(制御手段)
Claims (4)
- 電子部品を吸着する吸着ノズルと、前記吸着ノズルが設けられるとともに移動自在なヘッドと、前記吸着ノズルに吸着された電子部品を認識するための部品認識手段と、前記吸着ノズルの吸着及び前記ヘッドの移動の制御を行う制御手段と、を備え、格子状に配列された複数の電子部品を前記吸着ノズルで順次吸着して、前記ヘッドを基板上に移動させ、該基板上にて電子部品を吸着解除して搭載する電子部品搭載装置において、
前記制御手段は、
前記複数の電子部品のうちの第一電子部品の吸着位置を入力する第一入力処理と、
前記複数の電子部品間の間隔を入力する第二入力処理と、
前記第一電子部品を前記入力した吸着位置において前記吸着ノズルで吸着する第一吸着処理と、
前記第一電子部品の基準位置と前記入力した吸着位置とのずれを前記部品認識手段で認識する第一認識処理と、
前記認識したずれ、前記入力した吸着位置及び前記入力した間隔に基づき、第二電子部品の吸着位置を算出する第一算出処理と、
前記算出した吸着位置において前記第二電子部品を前記吸着ノズルで吸着する第二吸着処理と、
前記第二電子部品の基準位置と前記算出した吸着位置とのずれを前記部品認識手段で認識する第二認識処理と、
前記第一認識処理において認識されたずれ及び前記第二認識処理において認識されたずれに基づいて、前記第一電子部品の基準位置と前記第二電子部品の基準位置との間隔を算出し、この算出した間隔及び前記第二電子部品の基準位置に基づいて第三電子部品の吸着位置を算出する第二算出処理と、を実行可能に構成され、
前記第三電子部品以降の電子部品の各々を前記基板上に搭載する際に、前記制御手段が前記第二吸着処理、前記第二認識処理及び前記第二算出処理を繰り返し実行することによって、前記第二吸着処理にて吸着した一の電子部品の基準位置と当該一の電子部品の直前に吸着された電子部品の基準位置との間隔を順次算出し、この間隔及び前記一の電子部品の基準位置に基づいて、前記一の電子部品の直後に吸着する他の電子部品の吸着位置を順次算出して、算出した吸着位置において前記他の電子部品を前記吸着ノズルで順次吸着することを特徴とする電子部品搭載装置。 - 請求項1記載の電子部品搭載装置において、
前記制御手段は、前記第二算出処理にて、
前記第一認識処理において認識されたずれに基づいて前記第一電子部品の基準位置を算出するとともに、前記第二認識処理において認識されたずれに基づいて前記第二電子部品の基準位置を算出し、前記第一電子部品の基準位置及び前記第二電子部品の基準位置に基づいて、前記第一電子部品の基準位置と前記第二電子部品の基準位置との間隔を算出することを特徴とする電子部品搭載装置。 - 電子部品を吸着する吸着ノズルと、前記吸着ノズルが設けられるとともに移動自在なヘッドと、前記吸着ノズルに吸着された電子部品を認識するための部品認識手段と、前記吸着ノズルの吸着及び前記ヘッドの移動の制御を行う制御手段と、を備える電子部品搭載装置を用いて、格子状に配列された複数の電子部品を前記吸着ノズルで順次吸着して、前記ヘッドを基板上に移動させ、該基板上にて電子部品を吸着解除して搭載する電子部品搭載方法において、
前記複数の電子部品のうちの第一電子部品の吸着位置を前記制御手段に対してティーチングするステップと、
前記複数の電子部品間の間隔を入力する処理を前記制御手段に対して行わせるステップと、
前記第一電子部品を前記ティーチングした吸着位置において前記吸着ノズルで吸着する処理を前記制御手段に対して行わせる第一吸着ステップと、
前記第一電子部品の基準位置と前記入力した吸着位置とのずれを前記部品認識手段で認識する処理を前記制御手段に対して行わせる第一認識ステップと、
前記認識したずれ、前記ティーチングした吸着位置及び前記入力した間隔に基づき、第二電子部品の吸着位置を算出する処理を前記制御手段に対して行わせる第一算出ステップと、
前記算出した吸着位置において前記第二電子部品を前記吸着ノズルで吸着する処理を前記制御手段に対して行わせる第二吸着ステップと、
前記第二電子部品の基準位置と前記算出した吸着位置とのずれを前記部品認識手段で認識する処理を前記制御手段に対して行わせる第二認識ステップと、
前記第一認識ステップにおいて認識されたずれ及び前記第二認識ステップにおいて認識されたずれに基づいて、前記第一電子部品の基準位置と前記第二電子部品の基準位置との間隔を算出し、この算出した間隔及び前記第二電子部品の基準位置に基づいて第三電子部品の吸着位置を算出する処理を前記制御手段に対して行わせる第二算出ステップと、を含み、
前記第三電子部品以降の電子部品の各々を前記基板上に搭載する際に、前記第二吸着ステップの処理、前記第二認識ステップの処理及び前記第二算出ステップの処理を前記制御手段に対して繰り返し実行させることによって、前記第二吸着ステップにて吸着した一の電子部品の基準位置と当該一の電子部品の直前に吸着された電子部品の基準位置との間隔を順次算出し、この間隔及び前記一の電子部品の基準位置に基づいて、前記一の電子部品の直後に吸着する他の電子部品の吸着位置を順次算出して、算出した吸着位置において前記他の電子部品を前記吸着ノズルで順次吸着することを特徴とする電子部品搭載方法。 - 請求項3記載の電子部品搭載方法において、
前記第二算出ステップは、
前記第一認識ステップにおいて認識されたずれに基づいて前記第一電子部品の基準位置を算出するとともに、前記第二認識ステップにおいて認識されたずれに基づいて前記第二電子部品の基準位置を算出し、前記第一電子部品の基準位置及び前記第二電子部品の基準位置に基づいて、前記第一電子部品の基準位置と前記第二電子部品の基準位置との間隔を算出する処理を前記制御手段に対して行わせることを特徴とする電子部品搭載方法。
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