JP4681490B2

JP4681490B2 - 電子部品装着方法

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Publication number: JP4681490B2
Application number: JP2006098618A
Authority: JP
Inventors: 吉晴福島; 昭夫渡邉; 勝幸瀬戸
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: JP2007273813A

Description

本発明は、部品供給装置から供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出して、基板位置決め部で位置決めされたプリント基板上に装着する電子部品装着方法に関する。

この種電子部品装着方法は、特許文献１などで広く知られているが、一般に電子部品の吸着取り出し又は装着のための吸着ノズルの高さ方向のオフセット値は、ダイヤルゲージなどの測定器と治具を使用して測定し、作業者がこの測定されたオフセット値を手入力して記憶装置に格納している。
特開２００１−１５６４９８号公報

しかし、従来の方法では作業が面倒であり、作業効率も悪い。

そこで本発明は、電子部品の取り出し時又は装着時における吸着ノズルの降下量を適切なものとするためのオフセット値の取得を作業効率良く行なえる電子部品装着方法を提供することを目的とする。

このため第１の発明は、部品供給装置から供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出して、基板位置決め部で位置決めされたプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、
前記装着ヘッドに前記吸着ノズルに代えて取付けられた治具ノズルを昇降用駆動源により所定距離だけ下降させ、
この下降した前記治具ノズルが前記基板位置決め部で位置決めされた装着高さ教示治具又はプリント基板に当接して変位したときの前記治具ノズルの位置をラインセンサユニットで測定し、
前記変位した変位量からオフセット値を算出し、
この算出されたオフセット値を記憶し、
前記電子部品の前記プリント基板への装着時に前記オフセット値を加味して前記吸着ノズルを下降させる
ことを特徴とする。

第２の発明は、部品供給装置から供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出して、基板位置決め部で位置決めされたプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、
前記装着ヘッドに前記吸着ノズルに代えて取付けられた治具ノズルを昇降用駆動源により所定距離だけ下降させ、
この下降した前記治具ノズルの位置をラインセンサユニットで測定し、
下降した前記治具ノズルが前記基板位置決め部で位置決めされた装着高さ教示治具又はプリント基板に当接せずに変位しなかったことを前記ラインセンサユニットが測定した場合には、更に前記治具ノズルを僅かだけ下降させては測定することを変位するまで所定回数だけ繰り返し、
前記変位した変位量に基づいてオフセット値を算出し、
この算出されたオフセット値を記憶し、
前記電子部品の前記プリント基板への装着時に前記オフセット値を加味して前記吸着ノズルを下降させる
ことを特徴とする。

第３の発明は、部品供給装置から供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出して、基板位置決め部で位置決めされたプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、
前記装着ヘッドに前記吸着ノズルに代えて取付けられた治具ノズルを昇降用駆動源により所定距離だけ下降させ、
この下降した前記治具ノズルが吸着高さ治具又は前記部品供給装置に当接して変位したときの前記治具ノズルの位置をラインセンサユニットで測定し、
前記変位した変位量からオフセット値を算出し、
この算出されたオフセット値を記憶し、
前記部品供給装置から電子部品の吸着取り出し時に前記オフセット値を加味して前記吸着ノズルを下降させる
ことを特徴とする。

第４の発明は、部品供給装置から供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出して、基板位置決め部で位置決めされたプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、
前記装着ヘッドに前記吸着ノズルに代えて取付けられた治具ノズルを昇降用駆動源により所定距離だけ下降させ、
この下降した前記治具ノズルの位置をラインセンサユニットで測定し、
下降した前記治具ノズルが吸着高さ治具又は前記部品供給装置に当接せずに変位しなかったことを前記ラインセンサユニットが測定した場合には、更に前記治具ノズルを僅かだけ下降させては測定することを変位するまで所定回数だけ繰り返し、
前記変位した変位量に基づいてオフセット値を算出し、
この算出されたオフセット値を記憶し、
前記部品供給装置から電子部品の吸着取り出し時に前記オフセット値を加味して前記吸着ノズルを下降させる
ことを特徴とする。

本発明は、電子部品の取り出し時又は装着時における吸着ノズルの降下量を適切なものとするためのオフセット値の取得を作業効率良く行なえる電子部品装着装置を提供することができる。

以下、本発明による電子部品装着装置の一実施形態を添付の図面に基づいて説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図、図２は電子部品装着装置１の下部本体の正面図、図３は電子部品装着装置１の右側面図で、該装置１の基台２上のフィーダベース３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ上には種々の電子部品を夫々その部品取出し位置（部品吸着位置）に１個ずつ供給する部品供給ユニット３が不動の状態で着脱可能に複数並設固定されている。対向するユニット３群の間には、供給コンベア４、位置決め部５及び排出コンベア６が設けられている。供給コンベア４は上流より受けたプリント基板Ｐを前記位置決め部５に順次搬送し、位置決め部５で図示しない位置決め機構により位置決めされた該基板Ｐ上に電子部品が装着された後、排出コンベア６に搬送される。

８は装着装置１の左右部にそれぞれに設けられるＸ方向に長い前後一対のビームであり、各リニアモータ９の駆動により左右一対のガイド１０に沿って前記各ビーム８に固定されたスライダ１１が摺動して位置決め部５上のプリント基板Ｐや部品供給ユニット３の部品取出し位置（部品吸着位置）上方を個別にＹ方向に移動する。前記リニアモータ９は、基台２に固定された上下一対の固定子９Ａと、前記ビーム８の両端部に設けられた取付板の下部に固定された可動子９Ｂとから構成される。

各ビーム８にはその長手方向、即ちＸ方向にリニアモータ１４によりガイド１３に沿って移動する装着ヘッド体７が夫々設けられている。図３に示すように、前記リニアモータ１４は、ビーム８に固定された前後一対の固定子１４Ａと、前記装着ヘッド体７に設けられ各固定子１４Ａの間に位置した可動子１４Ｂとから構成される。

各装着ヘッド体７は下部に設けられ１２本の各バネ１２により下方へ付勢されている吸着ノズル１５を有する装着ヘッド１６を備えている。そして、各装着ヘッド体７の各装着ヘッド１６には、基板認識カメラ１９が設けられ、位置決め部５に位置するプリント基板Ｐに付された位置決めマーク（図示せず）を撮像する。

以下、装着ヘッド１６の昇降装置及び装着ヘッド１６について、図５及び図６に基づいて詳細に説明する。２０はガイド１３に沿って移動する装着ヘッド体７の基盤、２１はこの基盤２０に固定されたビーム側ベースである。また、２２は装着ヘッド１６の上部及び下部に固定された装着ヘッド側ベースであり、この装着ヘッド側ベース２２とビーム側ベース２１との間にヘッド昇降装置２３が設けられている。

前記ヘッド昇降装置２３は、装着ヘッド１６の昇降時に装着ヘッド１６を案内するガイド２４と、ビーム側ベース２１に取り付けられたボールネジ２５と、ボールネジ２５を回転駆動し装着ヘッド１６を昇降させるヘッド昇降モータ２６と、ボールネジ２５と螺合した昇降ナット２７と、ヘッド昇降モータ２６が取り付られると共にボールネジ２５の上部を回転自在に支持する支持体２８などから構成され、昇降ナット２７はヘッド側ベースに２２に固定されている。このため、ヘッド昇降モータ２６の回転によるボールネジ２５の回転により、昇降ナット２７は昇降し、この結果、装着ヘッド１６が昇降する。

また、３０はスリップリングであり、スリップリング３０は装着装置本体と装着ヘッド１６との間の通信及び後述するノズル支持部の回転モータへの電力供給のために設けられている。また、３１は装着ヘッド１６下部に設けられそれぞれ所定間隔を存して、即ち所定角度毎に円周上に１２本配設された各吸着ノズル１５を上下動可能に支持するノズル支持体、３２は同じく装着ヘッド１６下部の外筒体、３３は外筒体３２とノズル支持体３１との間に設けられた吸着ノズル１５のθ回転用の例えばパルスモータであるヘッド回転モータである。このヘッド回転モータ３３のロータ３４はノズル支持体３１の外周面に設けられ、外筒体３２に設けられたステータ３５の内側でノズル支持体３１と共にθ方向に回転可能に設けられる。

３７はヘッド支持体３１の中心から下方に突出して設けられた部品有無検出及び吸着姿勢（吸着状態）検出の検出手段及び電子部品Ｄの厚さの検出手段としてのラインセンサユニットで、各装着ヘッド１６の略中央部に設けられた支持体３８下端に設けられ円筒状の発光ユニット取付体４１内上部にＬＥＤ等の発光素子４２を配設すると共にその下方にレンズ４３及びそのレンズ４３の下方に円錐状の反射面４４ａを有する反射体４４を配設して構成された発光ユニット４５と、前記外筒体３２底面に固定されて前記反射体４４を介する前記発光素子４２からの光を受光する複数の受光素子であるＣＣＤ素子を備えた受光ユニット４６とから構成される。

例えば、装着ヘッド１６に設けられ部品の吸着を行うと選択された吸着ノズル１５による電子部品Ｄの吸着動作が終了し、ノズル支持体３１が回転する度に、電子部品Ｄの下端面の高さ位置を各ＣＣＤ素子の受光状態より遮光から受光に変わる境界位置として検出することにより部品が図５に示すように正常に吸着されている場合と、吸着すべきでない面が吸着され所謂立ち状態となっている場合や斜めに吸着されている場合とが区別して検出される。即ち、吸着ノズル１５が下降して部品供給ユニット３から電子部品Ｄを吸着取出し、上昇した後にヘッド回転モータ３３の駆動によりノズル支持体３１を回転させ、電子部品Ｄを吸着保持している吸着ノズル１５を旋回させ、その旋回中に吸着ノズル１５が吸着している電子部品Dが前記反射体４４と受光ユニット４６との間に位置するので、複数位置で電子部品Ｄの下端面の高さ位置を検出することにより、部品の有無検出、吸着姿勢の検出、吸着ノズル１５に吸着保持された部品の厚さの検出等が可能となる。尚、ノズル支持体３１が回転しながら移動するときに検出する構成にしたが、電子部品Dが前記反射体４４と受光ユニット４６との間に位置したときに前記回転を停止させて検出するようにしてもよい。

そして、吸着ノズル１５が電子部品Ｄを吸着していない場合には、発光素子４２からの光のうち遮光されるべき光（吸着されている電子部品により）が受光ユニット４６に受光されることとなるので電子部品Ｄの「無し」を検出し、各ノズル軸６４の側方に設けられた後述する真空バルブ入切用作動体であるソレノイドバルブ８２の動作により吸着ノズル１５に真空源４７に連通する流路を遮断し、真空源４７からの真空通路を断って真空吸着動作を停止してリークを防止し、また吸着すべきでない面が吸着され所謂立ち状態となっているとか斜めに吸着されていると検出した場合には、装着ヘッド１６及び吸着ノズル１５を回収箱７９上方に移動させて電子部品Ｄを落下させる。

５０は装着ヘッド１６に設けられたノズル昇降装置であり、以下、このノズル昇降装置について説明する。５１はヘッド側ベース２２に取り付けられたノズル昇降用のノズル昇降モータ、５２はノズル昇降モータ５１の回転軸５１１が連結部材５９により連結されノズル昇降モータ５１により回転駆動されるボールネジ、５３はこのボールネジ５２に螺合してボールネジ５２の回転により昇降する昇降体、５５はヘッド側ベース２２に取り付けられ昇降体５３の昇降を案内するガイド、５６は昇降体５３の下端に回転自在に取り付けられたローラである。

更に５７は装着ヘッド１６の中心軸６０が中心を貫通した第１筒体であり、この第１筒体５７に形成された環状の鍔部５８はローラ５６の上に位置し、第１筒体５７はローラ５６に支持されている。ここで、第１筒体５７は例えばボールスプラインから構成され、鍔部５８の上面にその下端が当接したバネ６１により下方に付勢される共に後述するプーリのθ回転と共にθ回転し、且つ昇降体５３の昇降に伴うローラ５６の昇降に伴い昇降する。６２は第１筒体５７の下部に固定され第１筒体５７と共にθ回転するノズル支持部材であり、このノズル支持部材６２の下端には円周方向に水平に伸びた昇降支持片６３が形成されている。そして、この昇降支持片６３は第１筒体５７の昇降に伴い昇降し、昇降支持片６３の下降により複数の吸着ノズルのうち所定の吸着ノズル１５が下降する。

即ち、それぞれの吸着ノズル１５から上方に延びた各ノズル軸６４の上端にはローラ６５が回転自在に取り付けられ、後述するノズル選択装置により選択された１本の吸着ノズル１５のノズル軸６４上端のローラ６５が昇降支持片６３の上面に乗っている状態で、第１筒体５７の下降に伴うノズル支持部材６２及び昇降支持片６３の下降により昇降する。即ち、昇降支持片６３及びローラ６５が例えば昇降支持片６３Ａ及びローラ６５Ａにて示した位置まで下降した場合には、この下降に伴い、所定の吸着ノズル１５が下降する。更に、ノズル昇降モータ５１の回転量を制御して、昇降体５３下降時の停止高さを調整することにより、前記吸着ノズル１５を所定ストローク降下させることとなる。

また、６６はノズル支持部材６２の下に設けられたθ回転可能な第３筒体であり、この第３筒体６６の上部には下降前のノズル支持部材６２の昇降支持片６３と同じ高さ位置にほぼ円盤状の固定支持片６７が形成されている。固定支持片６７には、図７に示したように昇降支持片６３に対応して切欠き６８が形成され、上記下降する吸着ノズル１５を除いた吸着ノズル１５のノズル軸６４上端の各ローラ６５が固定支持片６７により支持されている。即ち、固定支持片６７には、円周方向にノズル１５の数分、等分した角度の箇所、本実施形態の場合は１２等分した角度であるほぼ３０°の位置に切欠き６８が形成され、この切欠き６８の箇所にノズル支持部材６２の昇降支持片６３が位置している。

７０は装着ヘッド１６に設けられたノズル選択装置であり、７１は下降ノズル選択用のノズル選択モータ、７２はノズル選択モータ７１の回転軸７３に固定された第１プーリ、７４は中心軸６０に回動可能に支持された第２プーリ、７５は第１プーリ７２と第２プーリ７４とに渡されたベルト、７６は中心軸６０の外側に位置し第２プーリ７４の中心から下方に延びた筒状の回転体であり、バネ６１は第２プーリ７４と第１筒体５７の鍔部５８との間に設けられている。

また、回転体７６下部の外周面外側には第１筒体５７が位置し、第１筒体５７のボールスプラインとしての作用により、第１筒体５７は第２プーリ７４の回転に伴う回転体７６の回転と共に回転し、且つ昇降体５３が昇降したときにはその昇降に伴い回転体７６に沿い下降する。

即ち、電子部品Dの吸着及び装着に伴うノズル選択時には、ノズル選択モータ７１が回転すると、第１プーリ７２ベルト７５及び第２プーリ７４及び回転体７６を介して第１筒体５７が回転し、更に第１筒体５７と連結されたノズル支持部材６２が第３筒体６６と共に回転し、ノズル支持部材６２の昇降支持片６３が選択された吸着ノズル１５から伸びたノズル軸６４の下に位置する。このような状態で、ノズル昇降モータ５１が回転し、吸着及び装着する電子部品の厚さに応じて昇降体５３が下降すると、それに伴い第１筒体５７及びノズル支持部材６２が下降し、昇降支持片６３の下降により選択されたノズル１５のみが電子部品の厚さに応じて所定ストローク下降する。

図９において、８０はエアー切替バルブで、各吸着ノズル１５より周方向外側の位置に各吸着ノズル１５に対応して等角度間隔に設けられ、個別にエアーの吸引と吹き出しとの切替が可能である。このエアー切替バルブ８０は上部に設けられたケース８１と、このケース８１内に上部が位置し、通電がＣＰＵ９０からの信号により制御されるソレノイドバルブ８２とから構成されている。ソレノイドバルブ８２はケース８１の内面に設けられた環状の電磁石８３と、この電磁石８３への通電、非通電によりケース８１内を昇降し、上部には電磁石８３に対応して円柱状の永久磁石８４が設けられた通路切替体８５などから構成されている。この通路切替体８５とケース８１下部の筒部８１Ａとの間には、上から下に順番にエアーブロー用通路８６、ノズル連通通路８７、真空引き用通路８８とが形成されている。

また、ノズル軸６４には吸着ノズル１５の内部通路及びノズル連通通路８７と連通するノズル軸通路１００が形成され、通路切替体８５の昇降により、ノズル連通通路８７を介してノズル軸通路１００と真空引き用通路８８或いはエアーブロー用通路８６との間の連通が切り替る。

即ち、ソレノイドバルブ８２の電磁石８３への通電により通路切替体８５が上昇しているときには、真空引き用通路８８とノズル連通通路８７とが連通し、ノズル連通通路８７とエアーブロー用通路８６とが遮断され、吸着ノズル１５の内部通路はノズル軸通路１００、ノズル連通通路８７及び真空引き用通路８８を介して真空源４７と連通し、吸着ノズル１５は電子部品の真空吸着を維持する。また、電磁石８３が非通電になり、通路切替体８５が下降しているときには、真空源４７に連通した真空引き用通路８８とノズル連通通路８７とが遮断され、ノズル連通通路８７とエアーブロー用通路８６とが連通し、吸着ノズル１５による電子部品Ｄの真空吸着を止めると共に吸着ノズル１５の内部通路にエアー供給源４８からの空気がエアーブロー用通路８６、ノズル連通通路８７及びノズル軸通路１００を介して吹き込まれる。

このように、各吸着ノズル１５に対応してそれぞれ設けられたエアー切替バルブ８０（ソレノイドバルブ８２の電磁石８３）への通電、非通電により、吸着ノズル１５と真空源４７或いはエアー供給源４８との連通を切り替えることができ、選択された吸着ノズル１５に対応したエアー切替バルブ８０を個別に切り替えることができる。

４９Ａは一端がエアー切替バルブ８０に連通する切替バルブで、他端が前記真空源４７に連通して吸着ノズル１５が吸引するかエアー供給源４８に連通して吸着ノズル１５が吹き出しするかを切り替えるバルブである。４９Ｂは一端がエアー切替バルブ８０に連通すると共に他端がエアー供給源４８に連通する開閉バルブで、吸着ノズル１５により電子部品を装着する際に、エアー切替バルブ８０がエアー吸引からエアー吹き出しに切り替る前に開いてエアー供給源４８からのエアーを吹き出し状態として、吸着ノズル１５が電子部品を吸着して下降し始めたときにエアー切替バルブ８０がエアー吹き出しに切り替ったときにこの真空を破壊するためのバルブである。

８９は部品認識カメラで、前記各装着ヘッド１６に対応してそれぞれ１個ずつ計４個基体２の取付板９９に設けられ、電子部品が吸着ノズル１５に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき、位置認識するために複数の前記吸着ノズル１５に吸着保持された全ての電子部品Ｄを一括して撮像するが、それぞれ同時に複数個の電子部品を撮像可能である。また、部品認識カメラ８９は撮像することにより、吸着ノズル１５に電子部品Ｄが吸着保持しているか否かも確認することができる。

次に図４の本電子部品装着装置１の制御ブロック図に基づいて、以下説明する。９０は本装着装置１を統括制御する制御部としてのＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）で、該ＣＰＵ９０にはバスラインを介して、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）９２及びＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）９３が接続されている。そして、ＣＰＵ９０は前記ＲＡＭ９２に記憶されたデータに基づいて、前記ＲＯＭ９３に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置１の部品装着動作に係る動作を統括制御する。即ち、ＣＰＵ９０は、インターフェース９４及び駆動回路９５を介して前記リニアモータ９及び１４、ヘッド昇降モータ２６、ヘッド回転モータ３３、ノズル昇降モータ５１、ノズル選択モータ７１、ソレノイドバルブ８２、各装着ヘッド１６毎に設けられる開閉バルブ４９Ｂ及び切替バルブ４９Ａなどの駆動を制御している。

前記ＲＡＭ９２には、部品装着に係る装着データが記憶されており、その装着順序毎（ステップ番号毎）に、プリント基板内でのＸ方向（Ｘで示す）、Ｙ方向（Ｙで示す）及び角度（Ｚで示す）情報や、各部品供給ユニット３の配置番号情報等が記憶されている。また前記ＲＡＭ９２には、部品配置データが記憶されており、これは前記各部品供給ユニット３の配置番号に対応して各電子部品の種類（部品ＩＤ）や該供給ユニット３の配置座標等が記憶されている。

９１はインターフェース９４を介して前記ＣＰＵ９０に接続される認識処理装置で、部品認識カメラ８９により撮像して取込まれた画像の認識処理及び基板認識カメラ１９により撮像して取込まれた画像の認識処理が部品認識処理装置９１により行われる。

尚、前記部品認識カメラ８９及び基板認識カメラ１９より撮像された画像は表示装置としてのモニタ９６に表示される。そして、前記モニタ９６には種々のタッチパネルスイッチ９７が設けられ、作業者がタッチパネルスイッチ９７を操作することにより、教示指定のための設定を含む種々の設定を行うことができる。

前記タッチパネルスイッチ９７はガラス基板の表面全体に透明導電膜がコーティングされ、四辺に電極が印刷されている。そのため、タッチパネルスイッチ９７の表面に極微小電流を流し、作業者がタッチすると四辺の電極に電流変化を起こし、電極と接続した回路基板によりタッチした座標値が計算される。従って、その座標値がある作業を行わせるスイッチ部として予め後述するＲＡＭ９２に記憶された座標値群の中の座標値と一致すれば、当該作業が行なわれることとなる。

なお、前記ラインセンサユニット３７の受光ユニット４６はインターフェ−ス１１０を介して検出コントローラ１１１のＣＰＵ１１２に接続され、ＣＰＵ１１２にはバスラインを介してＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１１３及びＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）１１４が接続されている。そして、ＣＰＵ１１２はインターフェ−ス１１５及びシリアル回線１１６を介して前記ＣＰＵ９０に接続されている。

次に、電子部品の装着高さ教示について、図１０及び図１１に基づいて以下説明する。先ず、装着ヘッド１６に取付けられている吸着ノズル１５に代えて、作業者はこの装着ヘッド１５に周囲にフランジ７８が形成された治具ノズル７７を取付け（図１０参照）、プリント基板Ｐに似せた平板状の装着高さ教示治具（図示せず）又はプリント基板Ｐを供給コンベア４にセットするが、ここでは装着高さ教示治具を使用するものとする。前記治具ノズル７７は吸着ノズル１５に似せたものである。

そして、モニタ９６上のタッチパネルスイッチ９７を操作して教示をスタートさせると、ＣＰＵ９０は装着高さ教示治具を位置決め部５へ搬送した後、この装着高さ教示治具を位置決め機構で位置決めする。次に、ＣＰＵ９０はリニアモータ９、１４を制御して装着ヘッド１６をＸＹ方向における指定位置に移動させ、またヘッド回転モータ１３を制御することにより指定の前記治具ノズル７７を所定位置に移動させる。

その後、ＣＰＵ９０はノズル昇降モータ５１を駆動させて、前記治具ノズル７７を所定距離分（例えば、１５．０ｍｍ）下降させる。この所定距離はＲＡＭ９２に予め格納されており、エンコーダが所定距離移動したことを検出すると、ノズル昇降モータ５１を停止させるように，ＣＰＵ９０が制御するものである。そして、この下降停止した位置にて、前記ラインセンサユニット３７がこの治具ノズル７７のフランジ７８の位置を計測し、検出コントローラ１１１のＲＡＭ１１３及びＲＡＭ９２に格納する。なお、前記フランジ７８の計測時には、このフランジ７８は反射タイミング４４と受光ユニット４６との間に位置している。

次いで、ＣＰＵ９０はヘッド昇降モータ２６を駆動させて、装着ヘッド１６を所定距離分（例えば、１７．０ｍｍ）下降させ、前記ラインセンサユニット３７がこの治具ノズル７７のフランジ７８の位置を再び計測し、検出コントローラ１１１のＲＡＭ１１３及びＲＡＭ９２に格納する。この所定距離もＲＡＭ９２に予め格納されており、エンコーダが所定距離移動したことを検出すると、ヘッド昇降モータ２６を停止させるように，ＣＰＵ９０が制御するものである。

この装着ヘッド１６を所定距離分下降させた際に、前記ラインセンサユニット３７による下降前後の測定結果に変位があるか否かをＣＰＵ９０は判定する。この場合、装着ヘッド１６を下降させて治具ノズル７７の下端が前記装着高さ教示治具に上方から当接して、バネ１２の付勢力に抗して上昇した場合には、下降前後の測定結果から変位が有ると判断し、治具ノズル７７の下端が前記装着高さ教示治具に当接しない場合には変位が無いと判断する。即ち、ノズル昇降モータ５１による下降量１５．０ｍｍとヘッド昇降モータ２６による下降量１７．０ｍｍの合計３２．０ｍｍ分、吸着ノズル１５を下降させ、変位の有無を判定する。

仮に、変位が有ると判定した場合には、ＣＰＵ９０は測定された変位量からオフセット値を求める。即ち、変位量が例えばＡｍｍのとき、オフセット値はマイナスＡｍｍであり、このオフセット値をＲＡＭ１１３及び９２に格納させる。また、変位が無いと判定した場合には、ＣＰＵ９０はヘッド昇降モータ２６を駆動させて装着ヘッド１６を０．２ｍｍ下降させ、前記ラインセンサユニット３７が治具ノズル７７のフランジ７８の位置を再び計測し、検出コントローラ１１１のＲＡＭ１１３及びＲＡＭ９２に格納すると共に前述したような変位の有無を判定し、有ると判定した場合にはＣＰＵ９０は測定された変位量からオフセット値を算出する。即ち、変位量が例えばＢｍｍのとき、オフセット値は（０．２−Ｂ）ｍｍであり、このオフセット値をＲＡＭ１１３及び９２に格納させる。そして、変位が無いと判定した場合には、この測定によるカウンタ９８の計数値が所定回数（例えば、５回）に達したか否かを判定して、達していない場合にはこの装着ヘッドの下降・測定を５回を限度として繰り返し行なう。

従って、詳述すると、０．２ｍｍ×ｎ（回数）の値と測定された変位量からオフセット値をＣＰＵ９０は算出し、このオフセット値をＲＡＭ１１３及び９２に格納させる。そして、変位が無いことを５回計数した場合には、異常の旨をモニタ９６に表示すると共にその他の報知手段で報知する。

この報知に基づいて、作業者は治具ノズル７７の有無その他の確認を行なって終了する。以上が電子部品の装着高さ教示の動作説明であるが、同様に電子部品の吸着高さ教示についても行なうことができる。

即ち、図１１に示すように、初めに部品供給ユニット３と同じ吸着高さレベルを持って部品供給ユニット３に似せた吸着高さ教示治具又は部品供給ユニット３をフィーダベース３Ａにセットし、装着ヘッド１６をＸＹ方向における指定位置に移動させ、またヘッド回転モータ１３を制御することにより指定の前記治具ノズル７７を所定位置（部品吸着取出位置の上方）に移動させ、前記治具ノズル７７を所定距離分下降させ、前記ラインセンサユニット３７がこの治具ノズル７７のフランジ７８の位置を計測する。

次いで、装着ヘッド１６を所定距離分下降させ、前記ラインセンサユニット３７が再び計測し、前記ラインセンサユニット３７による下降前後の測定結果に変位があるか否かをＣＰＵ９０が判定する。仮に、変位が有ると判定した場合には、ＣＰＵ９０は測定された変位量からオフセット値を算出し、このオフセット値をＲＡＭ１１３及び９２に格納させる。また、変位が無いと判定した場合には、ＣＰＵ９０はヘッド昇降モータ２６を駆動させて装着ヘッド１６を０．２ｍｍ下降させ、前記ラインセンサユニット３７が治具ノズル７７のフランジ７８の位置を再び計測し、検出コントローラ１１１のＲＡＭ１１３及びＲＡＭ９２に格納すると共に前述したような変位の有無を判定し、有ると判定した場合にはＣＰＵ９０は測定された変位量からオフセット値を算出し、このオフセット値をＲＡＭ１１３及び９２に格納させる。

そして、変位が無いと判定した場合には、この測定によるカウンタ９８の計数値が所定回数（例えば、５回）に達したか否かを判定して、達していない場合にはこの装着ヘッドの前記下降・測定を５回を限度として繰り返し行う。

従って、詳述すると、０．２ｍｍ×ｎ（回数）の値と測定された変位量からオフセット値をＣＰＵ９０は算出し、このオフセット値をＲＡＭ１１３及び９２に格納させる。そして、変位が無いことを５回計数した場合には、異常の旨をモニタ９６に表示すると共にその他の報知手段で報知する。この報知に基づいて、作業者は治具ノズル７７の有無その他の確認を行ない、電子部品の吸着高さ教示の作業を終了する。

以上のような構成により、以下電子部品装着装置１による電子部品Ｄの吸着及び装着の動作について詳細に説明する。先ず、プリント基板Ｐを上流装置より供給コンベア４を介して位置決め部５に搬入し、位置決め機構により位置決め動作を開始する。

次に、ＣＰＵ９０は、ＲＡＭ９２に格納された装着データから吸着シーケンスデータを生成する。即ち、初めにＣＰＵ９０は、装着データからのデータの読み出し処理をし、吸着ノズル１５による吸着手順の決定処理をし、連鎖吸着（１つの装着ヘッド１６当り最高１２個吸着可能）の最終の電子部品Ｄを供給する部品供給ユニット３を判定し最終吸着位置の配置座標をＲＡＭ９２に格納し、連鎖吸着を完了した後の最初に装着すべき電子部品Ｄの装着座標位置（部品吸着ズレ補正前の装着データの位置）を判定し、その座標をＲＡＭ９２に格納する。

そして、電子部品Ｄの吸着動作を実行する。即ち、ＲＡＭ９２にプリント基板の装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び配置番号等が指定された装着データ等に従い、電子部品の部品種に対応した吸着ノズル１５が装着すべき該電子部品を所定の部品供給ユニット３から吸着して取出す。

このとき、ＣＰＵ９０によりリニアモータ９及び１４が制御されて、各装着ヘッド体７の各装着ヘッド１６の吸着ノズル１５が装着すべき電子部品を収納する各部品供給ユニット３の先頭の電子部品上方に位置するよう移動するが、Ｙ方向は駆動回路９５によりリニアモータ９が駆動して一対のガイド１０に沿って各ビーム８が移動し、Ｘ方向は同じく駆動回路９５によりリニアモータ１４が駆動してガイド１３に沿って各装着ヘッド体７が移動する。

そして、既に所定の各供給ユニット３は駆動されて部品吸着位置にて部品が取出し可能状態にあるため、ＣＰＵ９０からインターフェース９４及び駆動回路９５を介して出力される信号に基づいて、ヘッド昇降モータ２６が回転し、装着ヘッド１６がガイド２４に沿い所定の高さまで下降する。次に、初めに電子部品を吸着する吸着ノズル（以下、「１番吸着ノズル」という）１５が吸着位置、即ち、装着ヘッド１６の概略底面図である図８に示す吸着位置（この位置を０°とする）１０１からずれている場合には、ＣＰＵ９０はその吸着ノズル１５を吸着位置である図８に示す吸着位置１０１まで移動させるための信号を出力し、この信号により、ヘッド回転モータ３３が回転する。ヘッド回転モータ３３の駆動により装着ヘッド１６のノズル支持体３１が中心軸６０の回りをθ回転する。

そして、ローラ６５が昇降支持片６３に乗った時点で、ＣＰＵ９０はノズル支持体３１の回転角度と昇降支持片６３の側縁の角度（昇降支持片の中央から１５°ずれた位置）とに基づいてインターフェース９４及び駆動回路９５を介して信号をノズル昇降モータ５１へ出力し、この信号に基づいて、ノズル昇降モータ５１は１番吸着ノズル１５を下降させる方向へ回転し、ボールネジ５２の回転により昇降体５３及び昇降支持片６３は下降し、１番吸着ノズル１５は所定の高さ、即ち予め設定されていた供給ユニット３から電子部品を吸着して取り出すのに適した高さに向かい下降する。即ち、ノズル支持体３１のθ回転及び昇降支持片６３の下降により、１番吸着ノズル１５は旋回すると共に下降し、ローラ６５が昇降支持片６３の中央に到達し、１番吸着ノズル１５は吸着位置１０１に到達すると共に、電子部品を吸着するのに適した高さまで、即ち予めＲＡＭ９２に格納している吸着のために下降する所定距離に前記吸着高さ教示により得られたオフセット値を加味してノズル昇降モータ５１により下降するようにＣＰＵ９０により制御される。

前述したように、１番吸着ノズル１５が吸着位置１０１に到達すると共に、電子部品を吸着するのに適した高さまで下降したとき、１番吸着ノズル１５に対応したソレノイドバルブ８２はＣＰＵ９０からの信号に基づいて通電されて、通路切替体８５が上昇し真空引き用通路８８とノズル連通通路８７とが連通すると共にノズル連通通路８７とエアーブロー用通路８６とが遮断され、吸着ノズル１５の内部通路はノズル軸通路１００、ノズル連通通路８７、真空引き用通路８８及び吸引側に切替っている切替バルブ４９Ａを介して真空源４７と連通し、吸着ノズル１５は電子部品の真空吸着を維持する。

上記のように、１番吸着ノズル１５による電子部品の吸着動作が終了すると、ＣＰＵ９０は信号をノズル昇降モータ５１へ出力し、この信号に基づいて、ノズル昇降モータ５１は１番吸着ノズル１５を上昇させる方向へ回転し、ボールネジ５２の回転により昇降体５３は所定に高さ、即ち、下降前の高さまで上昇する。

また、１番吸着ノズル１５以外のその他の吸着ノズル１５も、前述と同様に部品供給ユニット３から電子部品の吸着取り出し動作が行なわれる。

そして、各吸着ノズル１５による電子部品の吸着動作に伴うラインセンサユニット３７による電子部品の有無検出、吸着姿勢の検出及び吸着ノズル１５に吸着保持された電子部品の厚さの検出がなされる。即ち、ラインセンサユニット３７の受光ユニット４６は図８に示した吸着位置１０１より例えば４５°ずれた位置に設けられ、ノズル支持体３２の矢印方向への間欠的な回動に伴い電子部品を吸着した吸着ノズル１５が図８に示す検出位置１０２を通過した際に、上述したようにラインセンサユニット３７により吸着ノズル１５の下端での全ての電子部品の有無検出、吸着姿勢の検出及び部品の厚さの検出等を装着ヘッド１６を１回転させて行なう。

従って、検出コントローラ１１１からの検出情報に基づいて、ＣＰＵ１１２が電子部品が無いと判断した場合には、再度部品供給ユニット３から取り出し動作を行ったり、吸着すべきでない面が吸着され所謂立ち状態となっているとか斜めに吸着されていると姿勢状態の異常を検出した電子部品であると判断した場合には、当該電子部品の認識及び装着の前に、装着ヘッド１６及び吸着ノズル１５を回収箱７９上方に移動させて電子部品Ｄを落下させる個別廃棄（回収）動作がそれぞれの電子部品についてなされる。

即ち、ＣＰＵ９０はラインセンサユニット３７が電子部品の姿勢異常を検出した対象の吸着ノズル１５に対応するエアー切替バルブ８０（ソレノイドバルブ８２の電磁石８３）をエアー吸引側からエアー吹き出し側に切り替るべく非通電とする前に、開閉バルブ４９Ｂを開いてエアー供給源４８からエアーを吹出す状態とする。そして、電子部品を吸着保持した吸着ノズル１５が下降し始めたときにエアー切替バルブ８０をエアー吹き出し側に切り替え、エアー供給源４８からの開閉バルブ４９Ｂを介するエアーにより吸着ノズル１５の真空吸引を破壊し、回収箱７９内に電子部品Ｄを落下させ個別廃棄（回収）動作がなされる。即ち、吸着ノズル１５の内部通路にエアー供給源４８からの空気がエアーブロー用通路８６、ノズル連通通路８７及びノズル軸通路１００を介して吸着ノズル１５からエアーが吹き出されて、電子部品Ｄを落下させ個別廃棄（回収）動作がなされる。このとき、部品装着動作時の部品の安定などを考慮し、開閉バルブ４９Ｂからエアー切替バルブ８０に至る経路は閉じられていないため、吸着ノズル１５からのエアー吹き出し圧力は小さい。

そして、ＣＰＵ９０はこの個別廃棄動作後、対象の吸着ノズル１５に対応するエアー切替バルブ８０（ソレノイドバルブ８２の電磁石８３）をエアー吹き出し側からエアー吸引側に切り替るべく通電し、更にノズル支持体３２を３０°回転させる信号をヘッド回転モータ３３に出力して対象吸着ノズル１５を図８に示す検出位置１０２を通過させ、再度上述したようにラインセンサユニット３７により電子部品の有無検出等を行なわせる。そして、電子部品が無いと検出された場合には、対象の吸着ノズル１５に対応するエアー切替バルブ８０（ソレノイドバルブ８２の電磁石８３）をエアー吸引側からエアー吹き出し側に切り替える。

そして、全ての個別廃棄動作を行なった後に部品認識カメラ８９による電子部品の撮像及び認識処理装置９１の認識処理等の部品認識動作を行なうか、電子部品の姿勢異常が無かった場合に部品認識動作を行なって、プリント基板Ｐへの装着動作を行う。

即ち、ＣＰＵ９０は認識処理装置９１からの認識処理結果を加味して、位置決め部５で位置決めされているプリント基板Ｐ上の装着座標位置に吸着ノズル１５が移動するようにリニアモータ９及び１４を制御し、Ｙ方向は駆動回路９５によりリニアモータ９が駆動して一対のガイド１０に沿って各ビーム８が移動し、Ｘ方向は同じく駆動回路９５によりリニアモータ１４が駆動してガイド１３に沿って各装着ヘッド体７が移動し、ヘッド回転モータ３３、ヘッド昇降モータ２６及びノズル昇降モータ５１を制御して、プリント基板Ｐに電子部品を装着する。

この場合、ＣＰＵ９０は即ち予めＲＡＭ９２に格納している装着のために下降する所定距離に前記装着高さ教示により得られたオフセット値を加味して、更に前記電子部品Ｄの厚さに基づいてノズル昇降モータ５１により下降するように制御する。

従って、プリント基板Ｐへ電子部品Ｄを装着する際の吸着ノズル１５の下降量が前記オフセット値及び前記電子部品Ｄの厚さに応じて定まるので、適切な押込み量で電子部品Ｄが装着されることとなるので、電子部品Ｄが破損したりすることもなく、電子部品Ｄが装着できないこともなく、確実に装着される。

なお、電子部品の装着の際には、電子部品を吸着保持した吸着ノズル１５が下降し始めたときに対応するエアー切替バルブ８０をエアー吹き出し側に切り替え、エアー供給源４８からの開閉バルブ４９Ｂを介するエアーにより吸着ノズル１５の真空吸引を破壊し、プリント基板Ｐに装着する。

以上本発明の実施形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の代替例、修正又は変形を包含するものである。

電子部品装着装置の平面図である。電子部品装着装置の正面図である。電子部品装着装置の右側面図である。電子部品装着装置の制御ブロック図である。装着ヘッド体の縦断正面図である。装着ヘッド体の縦断側面図である。固定支持片及び昇降支持片を示す平面図である。装着ヘッドの概略底面図である。装着ヘッドの下部の拡大縦断正面図である。治具ノズルを取り付けた装着ヘッドの側面図である。フローチャートを示す図である。

符号の説明

１部品装着装置
３部品供給ユニット
５位置決め部
７装着ヘッド体
１５吸着ノズル
１６装着ヘッド
２６ヘッド昇降モータ
３７ラインセンサユニット
５１ノズル昇降モータ
７７治具ノズル
９０ＣＰＵ
９２ＲＡＭ
９８カウンタ

Claims

部品供給装置から供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出して、基板位置決め部で位置決めされたプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、
前記装着ヘッドに前記吸着ノズルに代えて取付けられた治具ノズルを昇降用駆動源により所定距離だけ下降させ、
この下降した前記治具ノズルが前記基板位置決め部で位置決めされた装着高さ教示治具又はプリント基板に当接して変位したときの前記治具ノズルの位置をラインセンサユニットで測定し、
前記変位した変位量からオフセット値を算出し、
この算出されたオフセット値を記憶し、
前記電子部品の前記プリント基板への装着時に前記オフセット値を加味して前記吸着ノズルを下降させる
ことを特徴とする電子部品装着方法。
部品供給装置から供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出して、基板位置決め部で位置決めされたプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、
前記装着ヘッドに前記吸着ノズルに代えて取付けられた治具ノズルを昇降用駆動源により所定距離だけ下降させ、
この下降した前記治具ノズルの位置をラインセンサユニットで測定し、
下降した前記治具ノズルが前記基板位置決め部で位置決めされた装着高さ教示治具又はプリント基板に当接せずに変位しなかったことを前記ラインセンサユニットが測定した場合には、更に前記治具ノズルを僅かだけ下降させては測定することを変位するまで所定回数だけ繰り返し、
前記変位した変位量に基づいてオフセット値を算出し、
この算出されたオフセット値を記憶し、
前記電子部品の前記プリント基板への装着時に前記オフセット値を加味して前記吸着ノズルを下降させる
ことを特徴とする電子部品装着方法。
部品供給装置から供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出して、基板位置決め部で位置決めされたプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、
前記装着ヘッドに前記吸着ノズルに代えて取付けられた治具ノズルを昇降用駆動源により所定距離だけ下降させ、
この下降した前記治具ノズルが吸着高さ治具又は前記部品供給装置に当接して変位したときの前記治具ノズルの位置をラインセンサユニットで測定し、
前記変位した変位量からオフセット値を算出し、
この算出されたオフセット値を記憶し、
前記部品供給装置から電子部品の吸着取り出し時に前記オフセット値を加味して前記吸着ノズルを下降させる
ことを特徴とする電子部品装着方法。
部品供給装置から供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出して、基板位置決め部で位置決めされたプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、
前記装着ヘッドに前記吸着ノズルに代えて取付けられた治具ノズルを昇降用駆動源により所定距離だけ下降させ、
この下降した前記治具ノズルの位置をラインセンサユニットで測定し、
下降した前記治具ノズルが吸着高さ治具又は前記部品供給装置に当接せずに変位しなかったことを前記ラインセンサユニットが測定した場合には、更に前記治具ノズルを僅かだけ下降させては測定することを変位するまで所定回数だけ繰り返し、
前記変位した変位量に基づいてオフセット値を算出し、
この算出されたオフセット値を記憶し、
前記部品供給装置から電子部品の吸着取り出し時に前記オフセット値を加味して前記吸着ノズルを下降させる
ことを特徴とする電子部品装着方法。