JP4688377B2

JP4688377B2 - Component mounting method

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Publication number: JP4688377B2
Application number: JP2001293895A
Authority: JP
Inventors: 純一秦; 尚三福田; 茂樹今福; 章納土
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2021-09-26
Also published as: JP2002176299A

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部品を実装する部品実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の部品実装装置につき、図面を参照して説明する。図１３において、従来の部品実装装置１は、実装すべき部品を部品実装装置１へ供給する部品供給部２と、部品供給部２から部品を取り出して回路形成体に実装する部品実装ヘッド３と、部品実装ヘッド３を所定位置に搬送するロボット４と、部品実装ヘッド３に保持された部品の保持状態を撮像して認識する撮像装置５と、部品実装装置１に回路形成体を供給して保持する回路形成体保持装置６と、部品実装装置１全体の動作を制御する制御装置７とを主な構成要素として備えている。
【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して巻き取ったリールを備えるパーツカセット１１がセットされているが、このパーツカセット１１の代わりにトレイなどにより部品を供給することもできる。部品実装ヘッド３には、部品保持部として、真空を利用して部品１２を吸着して保持するノズル１３が取り付けられている。この部品保持部は、チャックにより機械的に部品１２に係合して保持する方式などの他の方式のものもある。ノズル１３は、回転制御機構１４により図示の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。ロボット４は、Ｘ軸駆動部１６とＹ軸駆動部１７とにより、部品実装ヘッド３を平面状に搬送する。回路形成体保持装置６は、電子回路基板などの回路形成体を搬入して保持する。回路形成体には、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。本明細書においては、回路形成体を、基板１８で示すものとする。図１３において、基板１８は回路形成体保持装置６に規正されて保持されている。撮像装置５は、ノズル１３に保持された部品１２の保持状態を下から撮像し、撮像された画像を視覚認識装置２０へ入力する。
【０００４】
以上の構成にかかる部品実装装置１の動作を説明する。まず、パーツカセット１１などにより部品供給部２に供給された部品１２の真上に移動した部品実装ヘッド３が、ノズル１３を下降させて部品１２に当接させ、真空によって部品１２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３は、部品１２が実装すべき所定の傾きとなるよう、回転制御機構１４によってノズル１３を回転させ、ロボット４に搬送されて撮像装置５に対向する位置に向けて移動する。撮像装置５は、部品実装ヘッド３が撮像装置５に対向する位置を所定速度で通過する間に、部品実装ヘッド３のノズル１３に吸着保持された部品１２を撮像し、撮像された画像を視覚認識装置２０に送る。視覚認識装置２０は、この画像を処理することにより、吸着された部品１２の保持状態を特定し、吸着の位置ずれ、および傾きのずれを測定して制御装置７へ入力する。基板１８へ向けて移動中の部品実装ヘッド３は、制御装置７からの指令に基づき、必要な移動量とノズル１３の傾きのずれを補正しつつ、基板１８の所定位置に部品１２を位置合わせして停止し、ノズル１３を下降させて吸着された部品１２を基板１８上に実装する。
【０００５】
図１４は、上述のような従来技術による部品実装方法のフローチャートを示している。図１４において、ステップ＃１０１（以下、「ステップ」を省略し、ステップ番号のみで表示する。）で部品１２を吸着した後、＃１０２においてノズル１３に吸着された部品１２の保持状態が撮像装置５によって撮像され、さらに視覚認識装置２０によって処理される。＃１０３で、前記認識の結果に基づいて、部品１２が実装可能な保持状態であるかどうかが判定され、実装不可能と判定されれば、＃１０６に進んでノズル１３は部品１２を所定の回収場所において放出する。＃１０３において、実装可能と判定された場合には、＃１０４において、＃１０２における認識結果に基づいて部品実装ヘッド３の移動量とノズル１３の傾きの補正量を計算し、この計算結果に基づいて部品実装ヘッド３が必要な補正を実行し、＃１０５で基板１８に部品１２が実装される。この間、部品実装に際して、ノズル１３が基板１８に既に実装された他の部品と干渉するか否かのチェックは行なわれていない。
【０００６】
最近では、電子機器の小型・軽量化により、部品のサイズが小型化し、基板１８上での部品の実装密度が極めて高くなっている。例えば、１ｍｍ×０．５ｍｍサイズの部品同士が隣接する場合の部品間の距離、すなわち隣接距離は、０．２ｍｍ程度まで狭くなっている。このため、部品実装装置１としては、部品１２を実装する際に、既に実装されている隣接部品との干渉を避ける必要があり、ノズル１３の先端は、吸着保持される部品１２よりやや大きい程度の細いものが使用されている。
【０００７】
隣接距離が更に小さく、例えば０．１ｍｍ程度になると、現状の部品実装装置１では、ノズル１３が、部品１２を所定の吸着状態からずれた状態で吸着したような場合、その部品１２を実装するためにノズル１３が基板１８に接近した際に、ノズル１３が既に実装されている部品と干渉する虞が高い。図１５、図１６は、その状況を示したもので、いずれも、部品１２を吸着しているノズル１３を下から見た図である。図１５（ａ）は、ノズル１３が部品１２を傾いた状態で吸着した様子を示している。撮像装置５による撮像と視覚認識装置２０による処理の結果に基づき、制御装置７の指令によってノズル１３がこの部品１２を所定位置に位置決めする際、図１５（ｂ）に示すように位置と角度の補正を加える。この結果、図に示すように、ノズル１３の一部が、既に実装済みの部品１２ａと干渉することとなる。次に、図１６（ａ）は、部品１２が一定方向にずれて吸着された状態を示している。この場合においても同様に、図１６（ｂ）に示すように、実装に際してずれた方向と反対方向にノズル１３が補正を加える結果、ノズル１３が既に実装された部品１２ａと干渉することとなる。
【０００８】
図１５、図１６は平面的に見た場合であるが、各部品には高さがあるため、この高さのばらつきや傾斜の要素を考慮すると、隣接距離が狭くなるほど前記の干渉の問題が深刻となる。ノズル１３と実装済み部品１２ａとが干渉した場合には、実装済みの部品１２ａにずれが生じたり、最悪の場合、部品１２ａを損傷させ、その部品１２ａが実装された基板１８は不良基板となって実装品質を低下させることとなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、電子機器の更なる小型・軽量化により、回路形成体に実装される部品同士の隣接距離が一段と狭くなった場合においても、回路形成体への部品実装の際にノズルが実装済みの部品と干渉することなく、信頼性の高い部品実装を可能とし、実装品質に優れた回路形成体を供給する部品実装方法を提供すること目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品実装方法は、部品を取り出してから実装するまでの間に、新たな部品を保持した部品保持部が当該部品を実装する際に、既に基板上に実装されている他の部品に干渉するかどうかの判定を加えることによって上記の課題を解決するもので、具体的には以下の内容を含む。
【００１１】
すなわち、本発明は、部品保持部により部品供給部から部品を取り出し、前記部品を回路形成体に順次実装する部品実装方法であって、同一仕様の回路形成体に連続実装するに際し、特定の隣接する部品間で生じた干渉傾向を把握し、前記傾向を解消する方向の実装位置の補正を以降の部品保持部による実装動作に反映させるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る部品実装方法について説明する。なお、本発明を説明する前に、その参考例をまず説明する。
【００１３】
〔参考例１〕
参考例１にかかる部品実装装置の外観は、図１３を参照して説明した従来技術によるものと基本的に同様である。すなわち、図１３において、部品実装装置１は、部品供給部２と、部品の取り出しから実装を行なう部品実装ヘッド３と、部品実装ヘッド３を搬送するロボット４と、部品の保持状態を撮像して認識する撮像装置５と、回路形成体を供給して保持する回路形成体保持装置６と、全体の動作を制御する制御装置７とを主な構成要素としている。部品実装ヘッド３は、部品供給部２に供給された部品１２をノズル１３により取り出し、実装角度に合わせてノズル１３を回転させつつ、撮像装置５に向けて移動する。撮像装置５は、部品実装ヘッド３のノズル１３に吸着保持された部品１２を撮像し、視覚認識装置２０がこの撮像された画像を処理して部品１２の保持状態を特定し、制御装置７へ入力する。部品実装ヘッド３は、制御装置７からの指令に基づき、位置と傾きのずれを補正しつつ基板１８の所定位置に部品１２を位置合わせし、部品１２を実装する。なお、撮像装置５による撮像は、部品実装ヘッド３の移動中に行うことであっても、撮像装置５の種類によっては、一旦対向する位置で部品実装ヘッド３が停止し、撮像することであってもよい。
【００１４】
図１は、部品実装方法のフローチャートを示している。この部品実装方法のフローは、図１において、ステップ＃４１（以下、「ステップ」を省略し、ステップ番号のみで表示する。）で部品１２を吸着した後、＃４２においてノズル１３に吸着された部品１２の保持状態が撮像装置５によって撮像され、視覚認識装置２０で撮像された画像が処理される。その結果により、＃４３で実装可能な保持状態であるかどうかが判定され、実装不可能と判定されれば、＃４７に進んでノズル１３は所定の回収場所に部品１２を放出する。ここで、実装不可能な状態とは、例えば部品１２が実装される基板１８に対向する向きに傾斜した保持状態（いわゆる、立ち吸着）にある場合や、異なる部品が吸着されている場合、あるいは、部品１２が撮像装置５の視野外に吸着されているなどの撮像装置５によっては認識できない保持状態にある場合などが含まれる。＃４３において、このような実装不可能な状態が検出されなかった場合には、従来技術においては、図１４に示すように、その後、保持状態の必要な補正を行なって、部品１２が実装されていた。すなわち、従来技術による部品実装方法においては、新たな部品１２を実装する際に、部品１２を吸着したノズル１３が既に実装済みの他の部品１２ａと干渉するか否かのチェックをすることなく実装が行なわれていた。
【００１５】
本参考例の部品実装方法では、＃４３で実装可能な保持状態にあると判断された場合は、次に＃４４において、このノズル１３に吸着された状態にある部品１２に実装に必要な位置と傾きの補正を加えて実装する際に、既に基板１８に実装済みの他の部品１２ａと干渉するか否かが判定される。この判定の際の判断基準としては、以下の各参考例で説明する各種方法が考えられ、用途に応じて選択可能である。＃４４において、実装の際にノズル１３と実装済みの他の部品１２ａとが干渉する可能性があると判定された場合には、その部品１２を実装することなく、＃４７に進んで所定回収場所でその部品を放出する。この際、部品を放出せず、ノズル１３に移動あるいは回転の補正を加えることにより、干渉を回避してその部品１２を実装することも考えられるが、この件に関しては後の参考例で改めて説明する。＃４４において、干渉しないと判定された場合には、＃４５に進んでノズル１３が部品１２を実装する場合の位置と傾きの補正量を演算し、部品実装ヘッド３がその補正を実行した上で、＃４６において、部品１２を基板１８に実装する。＃４６で実装を終えたノズル１３、もしくは＃４７で所定の回収場所で部品を放出したノズル１３は、新たな部品を取り出すべく、部品供給部２へと移動する。以上の一連のステップが繰り返される。
【００１６】
〔参考例２〕
参考例２の部品実装装置、及び部品実装方法につき、図面を参照して説明する。本参考例にかかる部品実装装置の外観と主要構成要素の動作は、図１３を参照して説明した参考例１にかかるものと同様である。
【００１７】
図２は、本参考例にかかる部品実装方法のフローチャートを示している。本参考例にかかる部品実装方法のステップは、図２において、＃５１で部品１２を吸着した後、＃５２において部品１２の保持状態が認識されて処理され、その結果に基づいて＃５３で実装可能かどうかが判断される。＃５３で実装不可能な保持状態にはないと判定された場合には＃５９に進み、所定の部品回収場所で部品１２を放出する。これまでのステップは参考例１、及び従来技術によるものと同じである。
【００１８】
本参考例における部品実装方法では、＃５３で実装可能な保持状態にあると判断された場合、次に、当該部品１２ａを実装しようとしたときに、ノズル１３がすでに実装済みの他の保品１２ａに干渉するか否かが判断される。まず＃５４で、ノズル１３に保持された部品１２の高さが、すでに実装済みの隣接する他の部品１２ａの高さよりも高いか否かが判断される。図３は、基板１８に実装される部品１２及びそれを保持するノズル１３と実装済みの他の部品１２ａとの関係を側面から見た図である。図において、実装される部品１２の高さがすでに実装済みの他の部品１２ａの高さと同じか、もしくはこれよりも高い場合には、たとえ図に示すような干渉領域αが平面的には存在していても、立体的には部品１２ａとノズル１３とが干渉することはない。したがって、このような場合には図２の＃５７に進んで部品実装ヘッド３の補正量を計算し、部品実装ヘッド３がその補正を実行した上で、＃５８で部品１２を基板１８に実装するものとする。なお、両部品１２，１２ａの高さ情報は、制御装置７（図１３参照）に予め入力された部品データから知ることができる。
【００１９】
＃５４で実装される部品１２の高さが、すでに実装済みの他の部品１２ａの高さよりも低い場合には、＃５５で部品１２とノズル１３との位置関係が計算され、実装の際のノズル１３と予め設定された干渉判定領域との関係が求められる。図４（ａ），図４（ｂ）は、ノズル１３に保持された部品１２を下から見た上体を示す。図４（ａ）において、ノズル１３が部品１２を図示のように傾いて保持しているものとする。従来技術においては、この状態で部品１２の傾き補正を加える際、ノズル１３が図４（ｂ）に示すような補正動作を行なうことから、ノズル１３が既に実装済みの他の部品１２ａと干渉することとなる。本参考例では、図４（ｂ）の破線で示すように、ノズル１３の干渉判定領域２１が設けられている。この干渉判定領域２１は、隣接する部品１２ａとの関係を考慮した上で、予め設定しておくことができる。図４（ｂ）においては、この干渉判定領域２１が実装済みの部品１２ａと接して設けられている状態を示しているが、安全を見込んで、あるいは必要に応じて干渉判定領域２１と実装済み部品１２ａとの間にわずかな間隙を設けることとしてもよい。なお、図４（ａ）において、ノズル１３と部品１２との相対的な位置と傾きとのずれは、予め知られたノズル１３の形状、及び予め設定されたノズル１３の基準位置に基づいており、このノズル１３の所定の形状及び所定の基準位置に対して、撮像装置５によって認識された部品１３の保持状態の認識結果が対比され、ずれ量が演算される。前記ノズル１３の基準位置は、ノズル１３が部品１２を保持する際の基準点として、例えば図４（ａ）のノズル１３の中心２５などに予めセットされるもので、制御装置７または視覚認識装置２０に予め入力されている。
【００２０】
図２に戻って、＃５５における計算に基づき、次に＃５６において、ノズル１３がすべてこの干渉判定領域２１内に納まっているかどうかが判定され、ノズル１３の外形の一部でも干渉判定領域２１の外に出ていれば、ノズル１３と実装済みの他の部品１２ａとが干渉するものと判定し、その部品１２を実装することなく＃５９に進んで所定回収場所でその部品１２を放出する。＃５６における判定の結果、ノズル１３の外形がすべて干渉判定領域２１の内側にあればノズル１３と実装済みの部品１２ａとが干渉しないと判定して、＃５７に進んで部品実装ヘッド３の補正量を計算し、部品実装ヘッド３がその補正を実行した上で、＃５８で部品１２を基板１８に実装する。＃５８で実装を終えたノズル１３、もしくは＃５９で所定の回収場所に部品を放出したノズル１３は、新たな部品を取り出すべく、部品供給部２へと移動し、以下、＃５１からの手順を繰り返す。
【００２１】
なお、干渉判定領域２１の設定に当たっては、既に実装済みの部品１２ａとの隣接距離を、周囲において隣接する他の部品との関係に応じ、方向毎に別々のものとして設定することができる。さらには、例えばある方向には隣接する部品がなく、その方向の隣接判定が不要である場合には、干渉判定領域２１は長方形状でなく、１方向に限界のない帯状のものとして判定を行なってもよい。また、図２に示す＃５４の両部品１２、１２ａ間の高さの比較をするステップを設けることは、実装する部品１２の方が高い場合にはノズル１３と実装済み部品１２ａとの位置関係の計算をするまでもなく実装可能と判定できる点で好ましいが、この＃５４の高さ比較のステップを設けず、全ての部品１２に対して＃５３から＃５５へ進めるものとしても良い。このように両部品１２，１２ａの高さを比較するステップを除くことができる点は、以下の各参考例及び本発明の実施形態についても同様である。
【００２２】
〔参考例３〕
次に、参考例３の部品実装装置、及び部品実装方法につき、図面を参照して説明する。本参考例にかかる部品実装装置の外観と主要構成要素の動作は、参考例１で説明したものと同様である。
【００２３】
図５は、本参考例にかかる部品実装方法のフローチャートを示している。本参考例にかかる部品実装方法のステップは、図５において、＃６１で部品１２を取り出した後、＃６２において部品１２の保持状態が認識して処理され、その結果に基づいて＃６３で実装可能かどうかが判断される。＃６３で実装不可能と判定された場合には、＃６９に進み、所定の部品回収場所で部品１２を放出する。これまでのステップは先の各参考例、及び従来技術によるものと同じである。
【００２４】
本参考例における部品実装方法では、＃６３で実装可能な保持状態にあると判断された場合、先の参考例１と同様にまず＃６４で、ノズル１３に保持された部品１２がすでに実装済みの他の部品１２ａよりも高いか否かが判断される。部品１２の高さがすでに実装済みの部品１２ａの高さと同じか、もしくはこれよりも高い場合には、＃６７に進んで部品実装ヘッド３の補正量を計算し、部品実装ヘッド３がその補正を実行した上で、＃６８で部品１２を基板１８に実装するものとする。＃６４で実装される部品１２がすでに実装済みの部品１２ａよりも高さが低い場合には、＃６５において、ノズル１３に吸着されている部品１２に対して＃６２における認識結果に基づいて必要な位置、傾きの補正が加えられた場合、ノズル１３が基板１８上でどのような位置を占めるかが計算される。図６（ａ）において、ノズル１３が部品１２を図示のように傾いて保持しているものとする。この状態で部品１２に必要な位置と傾きの補正を加え、部品１２を所定の位置に位置決めした場合に、部品１２とノズル１３とが基板１８上に占める位置付けを、図６（ｂ）に示すように算出する。
【００２５】
その結果に基づき、図５の＃６６において、所定位置に実装されたと想定される実装済みの部品１２ａと前記計算結果によるノズル１３の一部とが重複する関係にあるか否かが判定される。重複が確認されれば、両者１２a、１３は干渉すると判定され、その部品１２を実装することなく、＃６９に進んで所定の回収場所でその部品を放出する。前記重複関係の判断の結果、＃６６において両者１２a、１３の重複が確認されなければ、干渉しないと判定され、＃６７に進んで部品実装ヘッド３の位置と傾きの補正量が求められ、必要な補正を実行した後、＃６８で部品１２を基板１８に実装する。＃６８で実装を終えたノズル１３、もしくは＃６９で所定の回収場所で部品を放出したノズル１３は、新たな部品を取り出すべく部品供給部２へと移動し、以下、＃６１からの手順を繰り返す。先の第参考例２が、干渉判定領域２１を予め任意に設定するものであることに対し、本参考例においては、隣接する他の部品１２ａの所定実装位置を判定基準としている。
【００２６】
〔参考例４〕
次に、参考例４の部品実装装置、及び部品実装方法につき、図面を参照して説明する。本参考例にかかる部品実装装置の外観と、主要構成要素の動作は、参考例１で説明したものと同様である。
【００２７】
図７は、本参考例にかかる部品実装方法のフローチャートを示している。本参考例にかかる部品実装方法のステップは、図７において、＃７１で部品１２を吸着した後、＃７２において部品１２の保持状態が認識して処理され、その結果に基づいて＃７３で実装可能かどうかが判断される。＃７３で実装不可能と判定された場合には、＃７９に進み、所定の部品回収場所で部品１２を放出する。これまでのステップは先の各参考例、及び従来技術によるものと同じである。
【００２８】
本参考例における部品実装方法では、＃７３で実装可能な保持状態にあると判断された場合、まず＃７４で、ノズル１３に保持された部品１２がすでに実装済みの他の部品１２ａよりも高いか否かが判断される。部品１２の高さが実装済みの部品１２ａの高さと同じか、もしくはこれよりも高い場合には、＃７７に進んで部品実装ヘッド３の補正量を計算し、部品実装ヘッド３がその補正を実行した上で、＃７８で部品１２を基板１８に実装するものとする。＃７４で実装すべき部品１２がすでに実装済みの部品１２ａよりも高さが低い場合には、＃７５に進み、実装済みの部品１２ａとの実際の位置関係には関係なく、図８（ｂ）に示すように、保持された部品１２の外形を基にして、これよりも所定寸法だけ広げた領域、すなわち干渉判定領城２１ａを予め画像処理において設定する。この干渉領域２１ａは、部品１２の外形を基準にして設けるもので、部品１２の外形に対してどの方向にどれだけ広げた領域とするかは任意である。
【００２９】
次に、図７の＃７６において、予め知られたノズル１３の形状及び予め設定されたノズル１３の前記基準位置（例えば中心２５）と、＃７２における部品１２の保持状態認識結果との比較により、ノズル１３の外形が、前記のように吸着された部品１２の外形を基準に設定された干渉判定領域２１ａ内に納まっているか否かが判定され、納まっていないと判定されれば、その部品１２を実装することなく、＃７９に進んで所定回収場所でその部品を放出する。＃７６における判定結果、ノズル１３の外形が干渉判定領域２１ａ内に納まっていると判定されれば、＃７７に進んで部品実装ヘッド３の補正量を計算し、部品実装ヘッド３は補正を実行した上、＃７８で部品１２を基板１８に実装する。＃７８で実装を終えたノズル１３、もしくは＃７９で所定の回収場所で部品を放出したノズル１３は、新たな部品を取り出すべく部品供給部２へと移動し、以下、＃７１からの手順を繰り返す。
【００３０】
なお、干渉判定領域２１ａの部品１２の外形を基礎として広げる幅は、隣接する部品の配置状況に応じて各方向毎に別々に設定しても良い。さらに、１方向の隣接判定が不要ならば、干渉判定領域２１ａの形状は長方形ではなく、１方向に限界のない帯状のものとしてもよい。また、特定の１方向のみ隣接判定が必要ならば、例えば図８（ｃ）の破線２１ｂに示すように、判定する方向を前記特定の１方向のみに限定してもよい。
【００３１】
なお、これまでの各参考例の説明においては、部品保持部であるノズル１３と部品１２との吸着状態、すなわち両者間の相対的な位置及び傾きのずれを、予め知られたノズル１３の形状及び予め設定されたノズル１３の部品保持の基準位置（例えばノズル１３の中心）と、撮像装置５で得られる部品１２の認識の結果とを比較して判断するものとしていた。この予め知られたノズル１３の形状及び予め設定されたノズル１３の保持基準点の代わりに、ノズル１３の外形を撮像装置５で直接認識してノズル１３の外形を正確に特定し、これを前記吸着状態の判断に用いることとしてもよい。これにより、ノズル１３と実装済みの部品１２ａとが干渉するか否かの判定精度を高めることができる。
【００３２】
また、これまでの各参考例における説明では、ノズル１３が実装済みの部品１２ａと干渉するか否かの判定を視覚認識装置２０で行なうものとしているが、この判定を制御装置７で行うものとしても良い。また、上記各参考例における説明では、部品実装ヘッド３をロボット４によって平面状に搬送するロボット方式の部品実装装置としているが、これを、複数の部品実装ヘッドが円周状に配置され、各部品実装ヘッドが前記円周を間欠回転運動することにより、順次連続的に部品の実装を行なうロータリー方式の部品実装装置とすることであってもよい。
【００３３】
〔参考例５〕
次に、参考例５の部品実装装置、及び部品実装方法につき、図面を参照して説明する。本参考例にかかる部品実装装置では、基板１８を認識する回路形成体認識装置が更に設けられ、基板１８に実装済みの部品１２ａの実装状態を認識して、この認識結果をノズル１３と実装済み部品１２ａとが干渉するか否かの判定に利用する。図９（ａ）に示すように、これまでの各参考例では、部品１２の保持状態に応じて位置と傾きの補正を行なった後のノズル１３の外形が、実装済みの部品１２ａの所定の実装位置を基にした干渉判定領域２２内に納まっていれば、干渉しないと判定された。しかしながら、実装済みの部品１２ａが、何らかの要因によって、図９（ｂ）に示すように、実際には所定の実装状態から傾斜して実装されているような場合が考えられる。このような場合には、たとえノズル１３が前記のような干渉判定領域２２内に納まっていても、図示するように実装済みの部品１２ａと干渉する可能性がある。また、逆に図９（ｃ）に示すように、例えば実装済み部品１２ａが前記とは反対方向に傾斜している場合などにおいて、ノズル１３が干渉判定領域２２外にはみ出ている場合であっても、干渉を起こすことなく実装が可能となる。
【００３４】
したがって、本参考例においては、ノズル１３と実装済み部品１２ａとが干渉するか否かの判定において、実装済み部品１２ａの位置を、所定位置ではなく、実際の実装された状態として認識し、その認識の結果を加えてノズル１３と干渉するか否かの判定を行なう。図１０は、本参考例にかかる部品実装装置３０を示している。部品実装装置３０は、基板１８に実装済みの部品１２ａを認識するため、回路形成体認識装置３１を部品実装ヘッド３のノズル１３と隣接する位置に設けている。部品実装装置３０の他の構成要素は、図１３に示す部品実装装置１と同様である。ここで、回路形成体認識装置３１は、部品実装ヘッド３が部品実装のため基板１８に対向する位置に移動した際、好ましくは部品実装が完了後に、次の部品１２を実装する位置に隣接して実装済みの他の部品１２ａの実装状態を撮像する。撮像された画像は、視覚認識装置２０、もしくは制御装置７に入力され、干渉判定領域の設定に利用される。
【００３５】
例えば図９（ｄ）に示すように、傾斜して実装された部品１２ａに対しては、図示のような変形した干渉判定領域２２ａを設けることができる。このような変形した干渉判定領域２２ａを設けることにより、何らかの要因で所定通りの実装がされていなかった部品１２ａがノズル１３と干渉することを回避でき、更に、本来干渉せずに実装可能であったにも拘わらず、実装されない部品１２を実装可能として救済することもできる。なお、回路形成体認識装置３１の取り付けは、部品実装ヘッド３ではなく、他の部位に設けるものとし、部品実装ヘッド３が基板１８の対向位置から離れたときに、基板１８に対向して基板１８を撮像することであってもよい。
【００３６】
〔参考例６〕
次に、本参考例の部品実装装置、及び部品実装方法につき、図面を参照して説明する。本参考例では、これまでの各参考例において、ノズル１３が実装済みの部品１２ａに干渉するとして実装されなかった部品１２を、ノズル１３に位置、角度のいずれか１つもしくは双方の補正を加えることによって前記干渉を回避し、部品の有効活用を図るものである。図１１（ａ）は、図４（ｂ）と同一図面であり、すなわち、先の参考例２においては、予め設定された干渉判定領域２１からノズル１３が斜線部分ではみ出ることから、当該部品１２は、図２の＃５９に示すように実装されずに回収に回されるものとしていた。本参考例においては、図１１（ｂ）に示すように、ノズル１３を図の矢印２７方向に回転補正し、ノズル１３が干渉判定領域２１内に収まるようにして部品１２を実装可能とするものである。これにより、ノズル１３は実装済み部品１２ａと干渉することなく、部品１２の実装効率を高めることができる。なお、図ではノズル１３を回転補正するものとしているが、これをノズル１３が実装済み部品１２ａから離れる方向へ移動補正するものとしても、あるいはこれらを組み合わせた補正をするものとしても良い。
【００３７】
但し、このようにノズル１３に補正を加えた場合には、図１１（ｂ）に示す例では、部品１２が本来実装されるべき図の１点鎖線で示す所定位置１２ｂに対して傾斜した位置に実装されることとなる。このため、更に次の部品がこの部品１２に隣接して実装されようとした場合に、この実装された部品１２と次に実装動作に入ろうとするノズル１３とが干渉する可能性が高まることがあり得る。これに対しては、図１１（ｂ）に示すように傾斜して実装された部品１２に隣接して次に実装される部品の干渉判定領域２１を設定する際に、その領域を前記の傾斜に応じて通常よりも狭く設定することで解決可能である。ノズル１３の回転補正によっても、ノズル１３が干渉判定領域２１に収まり切らない場合には、当該部品は回収に回される。図１２は、本参考例にかかる部品実装方法のフローチャートを示す。図の＃５１から＃５９は、図２に示すフローチャートと同様である。＃５６でノズル１３が干渉判定領域内にないと判定された場合には、＃８１のノズル１３の移動及び／又は回転の補正で干渉判定領域に収まるかが判定され、収まれば＃５７でその回転量も含めた傾き補正量が加えられて＃５８で実装され、収まらなければ＃５９へ進んで部品回収がされる。
【００３８】
上述は、本参考例にかかるノズル１３の補正による干渉回避策を参考例２に適用する場合を例にして説明しているが、他の各参考例に対しても、干渉判定領域２１の考え方が相違するのみで、基本的には同様に適用可能である。特に参考例５へ本参考例の干渉回避策を適用する場合には、実装済みの部品１２ａの実装状態を実際に認識した上で干渉の可能性を判定することから、部品１２が傾斜して実装されることとなっても、次に実装される部品の実装動作において全く問題を生ずることはなく、好ましい適用の形態となる。
【００３９】
〔参考例７〕
次に、参考例７の部品実装方法につき、説明する。図３を参照して説明したように、基板１８上にすでに実装済みの部品１２ａの高さよりも、隣接して新たに実装される部品１２の高さの方が高い場合には、この実装済みの部品１２ａに新たに実装動作に入るノズル１３が干渉する虞はない。したがって、実装する部品を、高さが低い順に順次実装していくものとすれば、その一連の部品実装動作の間において、ノズル１３と実装済み部品１２aとの干渉を防ぐことができる。本参考例では、部品実装を高さが低い部品から順番に高い部品へと順次実装を行うことにより、これまでの各参考例で述べたような干渉判定領域を設けたり、或いは実装済みの部品の認識をしたりする煩雑さを回避するものである。但し、この部品の順番を設定するのは、実装される部品が密集しており、前記の干渉が生ずる可能性がある部品群のブロック単位で行うものとすれば良く、部品１２の位置及び／又は角度の補正のためにノズル１３がどのように傾斜しても干渉しない離れた位置にある他のブロックの部品群に対しては、前記他のブロックの中で別途実装の順番を定めるものとすればよい。なお、各部品の高さ情報は、制御装置７（図１３参照）に予め入力された部品データから知ることができる。
【００４０】
〔参考例８〕
次に、参考例８につき、説明する。本参考例は、これまでの参考例で説明したノズル１８と実装済み部品１２ａとが干渉する否かを判定する手順を含んだ部品実装を実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。本実参考例にかかるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
実装する部品を供給する部品供給部と、
前記部品供給部から部品を取り出して回路形成体に実装する部品保持部と、
前記回路形成体に部品を順次実装する動作を制御する制御部とを備えた部品実装装置において、
前記制御部に、
前記回路形成体上に既に実装済みの部品と当該部品の実装動作を行う前記部品保持部とが干渉するか否かを判定する手順と、
干渉すると判定した場合には前記部品保持部が保持した部品を実装しないように制御する手順と、
干渉しないと判定した場合には前記部品保持部が保持した部品を前記回路形成体に実装するように制御する手順と、を実行させるためのプログラムが記録されている。
【００４１】
他の参考例の記録媒体は、
部品保持部により部品供給部から部品を取り出す手順と、
前記取り出された部品の部品保持部における保持状態を認識する手順と、
前記認識の結果に基づき、その部品が正常に実装できる状態にあるか否かの判定をする手順と、
前記正常に実装できる状態にあるか否かの判定の結果、正常に実装できる状態にないと判定された場合には、その部品を実装せず、所定の回収場所でその部品を放出する手順と、
前記正常に実装できる状態にあるか否かの判定の結果、正常に実装できる状態であると判定された場合には、その実装される部品の高さが実装済みの隣接する他の部品の高さよりも高いか否かの判定をする手順と、
前記高いか否かの判定の結果、実装される部品の高さの方が低いと判定された場合には、その部品を実装する際にその部品を保持する部品保持部が、既に基板に実装済みの他の部品と干渉するか否かの判定をする手順と、
前記他の部品と干渉するか否か判定の結果、部品保持部が他の部品と干渉すると判定された場合には、部品保持部に保持された部品を実装せず、所定の回収場所でその部品を放出する手順と、
前記他の部品と干渉するか否か判定の結果、干渉しないと判定された場合、及び前記部品の高さが実装済みの隣接する他の部品の高さよりも高いか否かの判定の結果、高いと判定された場合には、部品保持部と部品との位置、傾きのずれの必要な補正量を計算して、その補正を加える手順と、
前記部品を基板に実装する手順と、を含んでいる。各手順の詳細は、これまでの参考例で説明した内容と同様である。
【００４２】
なお、上述の手順では、前記部品保持部が、前記すでに基板に実装済みの他の部品と干渉するか否かの判定をする手順において、干渉すると判定された場合には、部品保持部に保持された部品を実装せず、所定の回収場所でその部品を放出するものとしている。この手順に代えて、前記の干渉すると判定された場合には、ノズルに前記干渉を回避するための移動及び／又は回転の補正を加える手順を加え、部品保持状態に応じて必要な位置、傾きのずれをも折り込んで実装動作の手順を実行するものとしても良い。この場合には、上述の第参考例６に説明した内容を実行する場合の記録媒体となる。
【００４３】
〔本発明の部品実装方法〕
本発明にかかる部品実装方法につき、説明する。この部品実装方法では、部品実装装置が所定量の基板１８を連続生産する間に、各基板１８における実装済みの特定部品１２ａとノズル１３とが干渉する傾向を把握し、この把握した情報を基にそれ以降の実装動作において干渉回避の対応を図り、前記干渉を防ごうとするものである。すなわち、部品実装装置において、ある基板１８を連続して生産する場合に、予め設定した数量を生産した段階で、特定の実施済み部品１２ａとノズル１３との間で生じた干渉の数、干渉の程度、干渉の発生位置を記憶しておき、例えばそれらの平均を取るなどにより干渉の傾向を把握する。そしてその傾向を解消する方向の修正を、以降のノズル１３による部品１２の取り出し動作に反映させ、部品保持状態に予め対策を折り込むことにより、前記干渉を防ぐ。
【００４４】
この場合、前記修正の対応として、実装済み部品１２ａ側の位置、角度に修正を加えるか、次に実装する部品１２側の位置、角度に修正を加えるかが考えられるが、いずれか一方（例えば、実装済み部品側）に修正を加え、次の所定量の生産で更に傾向を把握して、前記修正をしたことに起因して別方向に干渉が現れるようであれば、次の所定量の生産においては前記のいずれか他方（例えば、次に実装する部品側）での修正に切り換えることにより、対応が可能である。代替として、予め実装済み部品１２ａ側と実装する部品１２側との双方に約半分ずつの修正を加えるなどの対策も可能である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明にかかる部品実装方法によれば、回路形成体に実装される部品同士の間隔が狭い場合においても、既に実装済みの部品に障害を与えることがない、安定した部品実装を実現する部品実装方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例の部品実装方法を示すフローチャートである。
【図２】参考例の部品実装方法を示すフローチャートである。
【図３】回路形成体に実装される部品相互間の高さの関係を示す側面図である。
【図４】図２に示す部品実装方法における干渉判定の説明図である。
【図５】参考例の部品実装方法を示すフローチャートである。
【図６】図５に示す部品実装方法における干渉判定の説明図である。
【図７】参考例の部品実装方法を示すフローチャートである。
【図８】図７に示す部品実装方法における干渉判定の説明図である。
【図９】参考例の部品実装方法における干渉判定の説明図である。
【図１０】参考例の部品実装装置の外観斜視図である。
【図１１】参考例の部品実装方法における干渉判定の説明図である。
【図１２】図１１に示す部品実装方法を示すフローチャートである。
【図１３】従来技術による部品実装装置の外観斜視図である。
【図１４】従来技術による部品実装方法を示すフローチャートである。
【図１５】従来技術による干渉状態を示す説明図である。
【図１６】従来技術による他の干渉状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１．部品実装装置、２．部品供給部、３．部品実装ヘッド、４．ロボット、５．撮像装置、６．回路形成体保持装置、７．制御装置、１２、１２ａ．部品、１３．ノズル、１４．回転制御装置、１８．基板、２０．視覚認識装置、２１．干渉判定領域、２２干渉判定領域、３０．部品実装装置、３１．回路形成体認識装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a component mounting method for mounting a component such as an electronic component on a circuit forming body such as an electronic circuit board.
[0002]
[Prior art]
  A conventional component mounting apparatus will be described with reference to the drawings. In FIG. 13, a conventional component mounting apparatus 1 includes a component supply unit 2 that supplies components to be mounted to the component mounting apparatus 1, and a component mounting head 3 that extracts components from the component supply unit 2 and mounts them on a circuit forming body. The robot 4 that transports the component mounting head 3 to a predetermined position, the imaging device 5 that captures and recognizes the holding state of the component held by the component mounting head 3, and the circuit mounter is supplied to the component mounting device 1. A circuit forming body holding device 6 to hold and a control device 7 for controlling the operation of the entire component mounting apparatus 1 are provided as main components.
[0003]
  In FIG. 13, a parts cassette 11 having a reel in which a number of parts are wound in a tape shape is set in the parts supply unit 2, but the parts are supplied by a tray or the like instead of the parts cassette 11. You can also. The component mounting head 3 is provided with a nozzle 13 that sucks and holds the component 12 using a vacuum as a component holding portion. There are other types of component holding units such as a method of mechanically engaging and holding the component 12 with a chuck. The nozzle 13 can be subjected to angle correction (θ rotation) by rotation about the Z axis shown in the figure by the rotation control mechanism 14. The robot 4 conveys the component mounting head 3 in a planar shape by the X-axis drive unit 16 and the Y-axis drive unit 17. The circuit forming body holding device 6 carries in and holds a circuit forming body such as an electronic circuit board. In addition to the electronic circuit board described above, there are a case where a component is further mounted on a component, a case where a component is directly mounted on a casing of an electronic device, and the like. In the present specification, the circuit forming body is indicated by a substrate 18. In FIG. 13, the substrate 18 is regulated and held by the circuit forming body holding device 6. The imaging device 5 captures the holding state of the component 12 held by the nozzle 13 from below, and inputs the captured image to the visual recognition device 20.
[0004]
  The operation of the component mounting apparatus 1 according to the above configuration will be described. First, the component mounting head 3 that has moved directly above the component 12 supplied to the component supply unit 2 by the parts cassette 11 or the like lowers the nozzle 13 to contact the component 12 and sucks the component 12 by vacuum. Take out from the component supply unit 2. Next, the component mounting head 3 rotates the nozzle 13 by the rotation control mechanism 14 so that the component 12 has a predetermined inclination to be mounted, and is moved toward the position facing the imaging device 5 by being transported to the robot 4. To do. The imaging device 5 images the component 12 sucked and held by the nozzle 13 of the component mounting head 3 while the component mounting head 3 passes through the position facing the imaging device 5 at a predetermined speed, and visually displays the captured image. This is sent to the recognition device 20. The visual recognition device 20 processes this image to specify the holding state of the sucked component 12, measures the positional deviation of the suction, and the deviation of the tilt and inputs them to the control device 7. The component mounting head 3 that is moving toward the substrate 18 aligns the component 12 at a predetermined position on the substrate 18 while correcting the necessary displacement and the deviation of the inclination of the nozzle 13 based on a command from the control device 7. Then, the nozzle 13 is lowered and the sucked component 12 is mounted on the substrate 18.
[0005]
  FIG. 14 shows a flowchart of the conventional component mounting method as described above. In FIG. 14, after the component 12 is adsorbed in step # 101 (hereinafter, “step” is omitted and only the step number is displayed), the holding state of the component 12 adsorbed by the nozzle 13 in # 102 is the imaging device. 5 and further processed by the visual recognition device 20. In step # 103, it is determined whether or not the component 12 is in a holdable state based on the recognition result. If it is determined that the component 12 cannot be mounted, the process proceeds to step # 106 and the nozzle 13 moves the component 12 to a predetermined state. Release at collection site. If it is determined in step # 103 that mounting is possible, in step # 104, the movement amount of the component mounting head 3 and the correction amount of the inclination of the nozzle 13 are calculated based on the recognition result in step # 102. Then, the component mounting head 3 performs necessary correction, and the component 12 is mounted on the board 18 in # 105. During this time, when mounting components, it is not checked whether the nozzle 13 interferes with other components already mounted on the substrate 18.
[0006]
  Recently, due to the reduction in size and weight of electronic devices, the size of components has been reduced, and the mounting density of components on the substrate 18 has become extremely high. For example, the distance between components when components of 1 mm × 0.5 mm size are adjacent to each other, that is, the adjacent distance is narrowed to about 0.2 mm. For this reason, when mounting the component 12, the component mounting apparatus 1 needs to avoid interference with adjacent components already mounted, and the tip of the nozzle 13 is slightly larger than the component 12 to be sucked and held. Are used.
[0007]
  When the adjacent distance is even smaller, for example, about 0.1 mm, the current component mounting apparatus 1 mounts the component 12 when the nozzle 13 sucks the component 12 in a state of being deviated from a predetermined suction state. For this reason, when the nozzle 13 approaches the substrate 18, there is a high possibility that the nozzle 13 interferes with components already mounted. FIG. 15 and FIG. 16 show the situation, and both are views of the nozzle 13 sucking the component 12 as seen from below. FIG. 15A shows a state in which the nozzle 13 sucks the component 12 in a tilted state. When the nozzle 13 positions the component 12 at a predetermined position in accordance with an instruction from the control device 7 based on the result of the image pickup by the image pickup device 5 and the processing by the visual recognition device 20, the position and angle are changed as shown in FIG. Add corrections. As a result, as shown in the drawing, a part of the nozzle 13 interferes with the already mounted component 12a. Next, FIG. 16A shows a state in which the component 12 is attracted while being displaced in a certain direction. Similarly in this case, as shown in FIG. 16B, as a result of the nozzle 13 correcting in the direction opposite to the direction shifted in mounting, the nozzle 13 interferes with the already mounted component 12a.
[0008]
  FIGS. 15 and 16 are views when viewed in a plane. However, since each component has a height, considering the variation in the height and factors of inclination, the problem of the interference becomes smaller as the adjacent distance becomes smaller. Become serious. When the nozzle 13 and the mounted component 12a interfere with each other, the mounted component 12a is displaced, or in the worst case, the component 12a is damaged, and the substrate 18 on which the component 12a is mounted becomes a defective substrate. As a result, the mounting quality is degraded.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
  Therefore, according to the present invention, even when the adjacent distance between components mounted on the circuit formed body is further reduced due to further downsizing and weight reduction of the electronic device, the nozzle is mounted when mounting the component on the circuit formed body. An object of the present invention is to provide a component mounting method that enables a highly reliable component mounting without interfering with a mounted component and supplies a circuit formed body with excellent mounting quality.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In the component mounting method according to the present invention, when a component holding unit that holds a new component mounts the component from when the component is taken out to when it is mounted, the component mounting method can be applied to other components already mounted on the board. The above-mentioned problem is solved by adding whether or not interference occurs, and specifically includes the following contents.
[0011]
  That is, the present invention is a component mounting method in which components are taken out from a component supply unit by a component holding unit, and the components are sequentially mounted on a circuit forming body. The tendency of interference occurring between components to be recognized is grasped, and the correction of the mounting position in the direction to eliminate the tendency is reflected in the subsequent mounting operation by the component holding unit.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Component mounting according to the present inventionA method will be described. Before describing the present invention, a reference example will be described first.
[0013]
[Reference Example 1]
In Reference Example 1The external appearance of such a component mounting apparatus is basically the same as that according to the prior art described with reference to FIG. That is, in FIG. 13, the component mounting apparatus 1 images the component supply unit 2, the component mounting head 3 that performs mounting after taking out the component, the robot 4 that transports the component mounting head 3, and the holding state of the component. The main components are an imaging device 5 to be recognized, a circuit forming body holding device 6 that supplies and holds a circuit forming body, and a control device 7 that controls the overall operation. The component mounting head 3 takes out the component 12 supplied to the component supply unit 2 with the nozzle 13 and moves toward the imaging device 5 while rotating the nozzle 13 in accordance with the mounting angle. The imaging device 5 images the component 12 sucked and held by the nozzle 13 of the component mounting head 3, and the visual recognition device 20 processes the captured image to identify the holding state of the component 12, and then to the control device 7. input. The component mounting head 3 aligns the component 12 at a predetermined position on the substrate 18 while correcting the deviation between the position and the inclination based on a command from the control device 7, and mounts the component 12. Even if the imaging by the imaging device 5 is performed while the component mounting head 3 is moving, depending on the type of the imaging device 5, the component mounting head 3 may stop once at the position where the component mounting head 3 is opposed and the imaging is performed. May be.
[0014]
  FIG.Component mounting methodThe flowchart of is shown.thisThe flow of the component mounting method is shown in FIG. 1, after the component 12 is sucked in step # 41 (hereinafter, “step” is omitted and only the step number is displayed), the component sucked by the nozzle 13 in # 42. The 12 holding states are imaged by the imaging device 5, and the image captured by the visual recognition device 20 is processed. Based on the result, it is determined whether or not the mounting state is mountable in # 43. If it is determined that mounting is impossible, the process proceeds to # 47 and the nozzle 13 releases the component 12 to a predetermined collection place. Here, the unmountable state refers to, for example, a case where the component 12 is in a holding state (so-called standing suction) inclined in a direction facing the substrate 18, a case where different components are sucked, or The case where the component 12 is in a holding state that cannot be recognized by the imaging device 5, such as being sucked out of the field of view of the imaging device 5, is included. If such an unmountable state is not detected in # 43, in the prior art, as shown in FIG. 14, the necessary correction of the holding state is performed thereafter, and the component 12 is mounted. It was. That is, in the conventional component mounting method, when a new component 12 is mounted, it is mounted without checking whether the nozzle 13 that has sucked the component 12 interferes with another component 12a that has already been mounted. Was done.
[0015]
  BookReference exampleIn the component mounting method, if it is determined in # 43 that the mounting state is possible, correction of the position and inclination necessary for mounting on the component 12 in the state of being attracted to the nozzle 13 is performed in # 44. In addition, it is determined whether or not it interferes with another component 12a already mounted on the board 18. The criteria for this determination are as follows:Reference exampleVarious methods described in the above are conceivable and can be selected according to the application. If it is determined in # 44 that there is a possibility that the nozzle 13 and the other mounted component 12a interfere with each other during mounting, the process proceeds to # 47 without mounting the component 12, and the predetermined collection is performed. Release the part at the place. At this time, it is conceivable to mount the component 12 while avoiding interference by adding movement or rotation correction to the nozzle 13 without releasing the component.Reference exampleI will explain it again. If it is determined in step # 44 that there is no interference, the process proceeds to step # 45 to calculate the position and inclination correction amount when the nozzle 13 mounts the component 12, and the component mounting head 3 executes the correction. In step # 46, the component 12 is mounted on the board 18. The nozzle 13 that has been mounted in # 46 or the nozzle 13 that has discharged the component at a predetermined collection location in # 47 moves to the component supply unit 2 to take out a new component. The above series of steps is repeated.
[0016]
[Reference Example 2]
  Reference example 2The component mounting apparatus and the component mounting method will be described with reference to the drawings. BookReference exampleThe appearance of the component mounting apparatus and the operation of the main components are described with reference to FIG.Reference example 1It is the same as that concerning.
[0017]
  Figure 2 shows the bookReference example5 shows a flowchart of a component mounting method according to the above. BookReference exampleIn FIG. 2, after the component 12 is picked up in # 51 in FIG. 2, the holding state of the component 12 is recognized and processed in # 52, and whether or not mounting is possible in # 53 based on the result. Is judged. If it is determined in # 53 that the holding state is not mountable, the process proceeds to # 59 and the part 12 is discharged at a predetermined part collection place. The steps so far areReference example 1And the same as in the prior art.
[0018]
  BookReference exampleIn the component mounting method in FIG. 5, if it is determined that the component is in a holding state that can be mounted in # 53, the next time the component 12a is to be mounted, the nozzle 13 interferes with another component 12a that has already been mounted. It is determined whether or not to do so. First, at # 54, it is determined whether or not the height of the component 12 held by the nozzle 13 is higher than the height of another component 12a that is already mounted. FIG. 3 is a side view of the component 12 mounted on the substrate 18 and the relationship between the nozzle 13 that holds the component 12 and the other mounted component 12a. In the figure, when the height of the component 12 to be mounted is the same as or higher than the height of the other component 12a that has already been mounted, the interference region α as shown in the figure exists in a plane. Even in this case, the component 12a and the nozzle 13 do not interfere three-dimensionally. Therefore, in such a case, the process proceeds to # 57 in FIG. 2 to calculate the correction amount of the component mounting head 3, and after the component mounting head 3 executes the correction, the component 12 is mounted on the board 18 in # 58. It shall be. In addition, the height information of both the parts 12 and 12a can be known from the part data input in advance to the control device 7 (see FIG. 13).
[0019]
  If the height of the component 12 mounted in # 54 is lower than the height of the other component 12a already mounted, the positional relationship between the component 12 and the nozzle 13 is calculated in # 55, A relationship between the nozzle 13 and a preset interference determination area is obtained. 4A and 4B show the upper body of the component 12 held by the nozzle 13 as viewed from below. In FIG. 4A, it is assumed that the nozzle 13 holds the component 12 tilted as shown. In the prior art, when the inclination of the component 12 is corrected in this state, the nozzle 13 performs a correction operation as shown in FIG. 4B, so that the nozzle 13 interferes with another component 12a already mounted. It will be. BookReference exampleThen, as shown by a broken line in FIG. 4B, an interference determination region 21 of the nozzle 13 is provided. The interference determination area 21 can be set in advance in consideration of the relationship with the adjacent component 12a. FIG. 4B shows a state in which the interference determination region 21 is provided in contact with the mounted component 12a. However, the interference determination region 21 and the interference determination region 21 have been mounted in consideration of safety or when necessary. A slight gap may be provided between the part 12a. In FIG. 4A, the deviation between the relative position and inclination of the nozzle 13 and the component 12 is based on the previously known shape of the nozzle 13 and a preset reference position of the nozzle 13. The recognition result of the holding state of the component 13 recognized by the imaging device 5 is compared with the predetermined shape and the predetermined reference position of the nozzle 13, and the deviation amount is calculated. The reference position of the nozzle 13 is set in advance as, for example, the center 25 of the nozzle 13 in FIG. 4A as a reference point when the nozzle 13 holds the component 12. 20 is input in advance.
[0020]
  Returning to FIG. 2, based on the calculation in # 55, next, in # 56, it is determined whether or not all the nozzles 13 are within the interference determination area 21, and even in a part of the outer shape of the nozzle 13, the interference determination area 21. If it is outside, it is determined that the nozzle 13 and the other mounted part 12a interfere with each other, and the process proceeds to # 59 without mounting the part 12, and the part 12 is discharged at a predetermined collection place. . As a result of the determination in # 56, if all the outer shapes of the nozzle 13 are inside the interference determination area 21, it is determined that the nozzle 13 and the mounted component 12a do not interfere with each other, and the process proceeds to # 57 to correct the component mounting head 3 After the amount is calculated and the component mounting head 3 executes the correction, the component 12 is mounted on the board 18 in # 58. The nozzle 13 that has been mounted in # 58 or the nozzle 13 that has discharged the component to a predetermined collection location in # 59 moves to the component supply unit 2 in order to take out a new component. repeat.
[0021]
  In setting the interference determination region 21, the adjacent distance to the already mounted component 12a can be set separately for each direction according to the relationship with other components adjacent in the periphery. Furthermore, for example, when there is no adjacent part in a certain direction and it is not necessary to determine the adjacency in that direction, the interference determination region 21 is determined not to be rectangular but to be a band having no limit in one direction. May be. Also, the step of comparing the height between both parts 12 and 12a of # 54 shown in FIG. 2 is to provide a positional relationship between the nozzle 13 and the mounted part 12a when the mounted part 12 is higher. Although it is preferable that it can be determined that the mounting is possible without calculating the above, it is possible to proceed from # 53 to # 55 for all the parts 12 without providing the step of comparing the height of # 54. In this way, the step of comparing the heights of the two parts 12 and 12a can be excluded from the following points.Reference examples and embodiments of the present inventionThe same applies to.
[0022]
[Reference Example 3]
  next,Reference example 3The component mounting apparatus and the component mounting method will be described with reference to the drawings. BookReference exampleThe appearance of the component mounting device and the operation of the main componentsReference example 1This is the same as that described in.
[0023]
  Figure 5 shows the bookReference example5 shows a flowchart of a component mounting method according to the above. BookReference exampleIn FIG. 5, after the component 12 is taken out in # 61 in FIG. 5, the holding state of the component 12 is recognized and processed in # 62, and whether or not mounting is possible in # 63 based on the result. Is judged. If it is determined in # 63 that mounting is not possible, the process proceeds to # 69 and the part 12 is discharged at a predetermined part collection place. The previous steps are the previous stepsReference exampleAnd the same as in the prior art.
[0024]
  BookReference exampleIn the component mounting method in, when it is determined in # 63 that the mounting state is possible,Reference example 1In the same manner as above, first, at # 64, it is determined whether or not the component 12 held by the nozzle 13 is higher than the already mounted other component 12a. When the height of the component 12 is equal to or higher than the height of the already mounted component 12a, the process proceeds to # 67 to calculate the correction amount of the component mounting head 3, and the component mounting head 3 corrects the correction. Then, the component 12 is mounted on the board 18 at # 68. If the component 12 mounted in # 64 is lower than the component 12a already mounted, it is necessary in # 65 based on the recognition result in # 62 for the component 12 sucked by the nozzle 13 When correction of the correct position and inclination is applied, it is calculated what position the nozzle 13 occupies on the substrate 18. In FIG. 6A, it is assumed that the nozzle 13 holds the component 12 tilted as shown. FIG. 6B shows the positioning of the component 12 and the nozzle 13 on the substrate 18 when the necessary position and tilt correction is applied to the component 12 in this state and the component 12 is positioned at a predetermined position. Calculate as follows.
[0025]
  Based on the result, in # 66 of FIG. 5, it is determined whether or not the mounted component 12a assumed to be mounted at a predetermined position and a part of the nozzle 13 based on the calculation result overlap. . If the overlap is confirmed, it is determined that both 12a and 13 interfere, and the part 12 is not mounted and the process proceeds to # 69 and the part is discharged at a predetermined collection place. As a result of the determination of the overlapping relationship, if no overlap between the two parts 12a and 13 is confirmed in # 66, it is determined that there is no interference, and the process proceeds to # 67, where the amount of correction of the position and inclination of the component mounting head 3 is obtained. After executing the correction, the component 12 is mounted on the board 18 at # 68. The nozzle 13 that has been mounted in # 68 or the nozzle 13 that has discharged the component at a predetermined collection location in # 69 moves to the component supply unit 2 to take out a new component. repeat. FirstReference example 2Is that the interference determination area 21 is arbitrarily set in advance,Reference example, The predetermined mounting position of another adjacent component 12a is used as a criterion.
[0026]
[Reference Example 4]
  next,Reference example 4The component mounting apparatus and the component mounting method will be described with reference to the drawings. BookReference exampleThe appearance of the component mounting device and the operation of the main componentsReference example 1This is the same as that described in.
[0027]
  Figure 7 shows the bookReference example5 shows a flowchart of a component mounting method according to the above. BookReference exampleIn FIG. 7, after the component 12 is picked up in # 71 in FIG. 7, the holding state of the component 12 is recognized and processed in # 72, and whether or not mounting is possible in # 73 based on the result. Is judged. If it is determined in # 73 that the mounting is impossible, the process proceeds to # 79 and the part 12 is discharged at a predetermined part collection place. The previous steps are the previous stepsReference exampleAnd the same as in the prior art.
[0028]
  BookReference exampleIn the component mounting method in, when it is determined in # 73 that the mounting state is possible, first, in # 74, whether or not the component 12 held by the nozzle 13 is higher than the other components 12a already mounted. Is judged. When the height of the component 12 is equal to or higher than the height of the mounted component 12a, the process proceeds to # 77 to calculate the correction amount of the component mounting head 3, and the component mounting head 3 performs the correction. After execution, the component 12 is mounted on the board 18 at # 78. If the height of the component 12 to be mounted in # 74 is lower than the already mounted component 12a, the process proceeds to # 75, regardless of the actual positional relationship with the mounted component 12a. As shown in (2), based on the external shape of the held component 12, a region expanded by a predetermined dimension, that is, an interference determination castle 21a is set in advance in image processing. The interference region 21a is provided with reference to the outer shape of the component 12, and the direction in which the region 12a is expanded with respect to the outer shape of the component 12 is arbitrary.
[0029]
  Next, in # 76 of FIG. 7, the shape of the nozzle 13 known in advance and the reference position (for example, the center 25) of the nozzle 13 set in advance are compared with the holding state recognition result of the component 12 in # 72. It is determined whether or not the outer shape of the nozzle 13 is within the interference determination area 21a set based on the outer shape of the sucked component 12 as described above. Without mounting 12, the process proceeds to # 79 and the part is discharged at a predetermined collection place. If it is determined in # 76 that the outer shape of the nozzle 13 is within the interference determination area 21a, the process proceeds to # 77 to calculate the correction amount of the component mounting head 3, and the component mounting head 3 executes the correction. In addition, the component 12 is mounted on the board 18 in # 78. The nozzle 13 that has been mounted in # 78 or the nozzle 13 that has discharged the component at a predetermined collection location in # 79 moves to the component supply unit 2 to take out a new component. repeat.
[0030]
  In addition, you may set separately the width | variety expanded based on the external shape of the component 12 of the interference determination area | region 21a for every direction according to the arrangement | positioning condition of an adjacent component. Further, if adjacent determination in one direction is not necessary, the shape of the interference determination region 21a may be a strip shape that is not limited in one direction, instead of a rectangle. Further, if it is necessary to determine adjacency only in one specific direction, the direction to be determined may be limited to only the specific one direction as indicated by a broken line 21b in FIG. 8C, for example.
[0031]
  In addition, each so farReference exampleIn the description, the suction state between the nozzle 13 serving as the component holding unit and the component 12, that is, the relative position and the deviation of the inclination between the two, the shape of the nozzle 13 known in advance and the preset nozzle 13. The determination is made by comparing the reference position for holding the component (for example, the center of the nozzle 13) with the recognition result of the component 12 obtained by the imaging device 5. Instead of the known shape of the nozzle 13 and the preset holding reference point of the nozzle 13, the outer shape of the nozzle 13 is directly recognized by the imaging device 5 to accurately identify the outer shape of the nozzle 13. It may be used for determination of the adsorption state. Thereby, the determination precision of whether the nozzle 13 and the mounted components 12a interfere can be improved.
[0032]
  In addition, each so farReference exampleIn the above description, it is assumed that whether or not the nozzle 13 interferes with the mounted component 12a is determined by the visual recognition device 20, but this determination may be performed by the control device 7. Each of the aboveReference exampleIn the above description, the component mounting head 3 is a robot-type component mounting apparatus that transports the component mounting head 3 in a plane by the robot 4. However, the component mounting head 3 is arranged in a circle, and each component mounting head is connected to the circle. A rotary type component mounting apparatus that sequentially and continuously mounts components by intermittently rotating the circumference may be used.
[0033]
[Reference Example 5]
  next,Reference Example 5The component mounting apparatus and the component mounting method will be described with reference to the drawings. BookReference exampleIn the component mounting apparatus according to the present invention, a circuit formation body recognition apparatus for recognizing the board 18 is further provided, the mounting state of the component 12a already mounted on the board 18 is recognized, and the recognition result is used as the nozzle 13 and the mounted component 12a. Is used to determine whether or not interference occurs. As shown in FIG.Reference exampleThen, if the outer shape of the nozzle 13 after correcting the position and inclination according to the holding state of the component 12 is within the interference determination region 22 based on the predetermined mounting position of the mounted component 12a. It was determined that there was no interference. However, there may be a case where the mounted component 12a is actually mounted with an inclination from a predetermined mounting state as shown in FIG. 9B due to some factor. In such a case, even if the nozzle 13 is within the interference determination region 22 as described above, there is a possibility of interference with the mounted component 12a as shown in the figure. On the other hand, as shown in FIG. 9C, for example, when the mounted component 12a is inclined in the direction opposite to the above, the nozzle 13 protrudes outside the interference determination region 22. However, mounting is possible without causing interference.
[0034]
  So bookReference exampleIn determining whether or not the nozzle 13 and the mounted component 12a interfere with each other, the position of the mounted component 12a is recognized as an actual mounted state instead of a predetermined position, and the result of the recognition is added. Then, it is determined whether or not the nozzle 13 interferes. Figure 10 shows the bookReference exampleThe component mounting apparatus 30 concerning is shown. The component mounting device 30 is provided with a circuit forming body recognition device 31 at a position adjacent to the nozzle 13 of the component mounting head 3 in order to recognize the component 12 a mounted on the substrate 18. Other components of the component mounting apparatus 30 are the same as those of the component mounting apparatus 1 shown in FIG. Here, when the component mounting head 3 moves to a position facing the substrate 18 for component mounting, the circuit forming body recognition device 31 is preferably adjacent to the position where the next component 12 is mounted after the component mounting is completed. Then, the mounting state of the other mounted parts 12a is imaged. The captured image is input to the visual recognition device 20 or the control device 7 and used for setting an interference determination region.
[0035]
  For example, as shown in FIG. 9D, a deformed interference determination region 22a as shown in the figure can be provided for the component 12a mounted with an inclination. By providing such a deformed interference determination area 22a, it is possible to prevent the component 12a, which has not been mounted in a predetermined manner for some reason, from interfering with the nozzle 13, and can be mounted without originally interfering. Regardless, the component 12 that is not mounted can be relieved as being mountable. The circuit formation body recognition device 31 is attached not to the component mounting head 3 but to another part. When the component mounting head 3 moves away from the facing position of the substrate 18, the circuit forming body recognition device 31 faces the substrate 18. 18 may be imaged.
[0036]
[Reference Example 6]
  Then bookReference exampleThe component mounting apparatus and the component mounting method will be described with reference to the drawings. BookReference exampleSo far, eachReference exampleIn this case, the component 12 that has not been mounted because the nozzle 13 interferes with the mounted component 12a is corrected by correcting one or both of the position and angle of the nozzle 13 to prevent the interference. It is intended for utilization. 11 (a) is the same drawing as FIG. 4 (b), that is,Reference example 2In FIG. 2, since the nozzle 13 protrudes from the preset interference determination area 21 in the hatched portion, the component 12 is not mounted and is sent for collection as shown by # 59 in FIG. BookReference exampleAs shown in FIG. 11B, the nozzle 13 is rotationally corrected in the direction of the arrow 27 in the figure, and the component 12 can be mounted so that the nozzle 13 is within the interference determination region 21. Thereby, the nozzle 13 can improve the mounting efficiency of the component 12 without interfering with the mounted component 12a. In the figure, the rotation of the nozzle 13 is corrected. However, the nozzle 13 may be corrected to move in a direction away from the mounted component 12a, or a combination of these may be corrected.
[0037]
  However, when correction is made to the nozzle 13 in this way, in the example shown in FIG. 11B, the position where the component 12 is inclined with respect to the predetermined position 12b indicated by the one-dot chain line in the figure to be originally mounted. Will be implemented. For this reason, when the next component is to be mounted adjacent to the component 12, there is an increased possibility that the mounted component 12 and the nozzle 13 that is about to enter the mounting operation will interfere with each other. possible. For this, as shown in FIG. 11B, when setting the interference determination area 21 of the component to be mounted next adjacent to the component 12 mounted inclined, the area is set to the inclination described above. This can be solved by setting it narrower than usual. If the nozzle 13 does not fit in the interference determination area 21 even after the rotation of the nozzle 13 is corrected, the part is sent for collection. Figure 12 shows the bookReference exampleThe flowchart of the component mounting method concerning is shown. # 51 to # 59 in the figure are the same as those in the flowchart shown in FIG. If it is determined at # 56 that the nozzle 13 is not within the interference determination area, it is determined whether the nozzle 13 is within the interference determination area by correcting the movement and / or rotation of the nozzle # 81. The tilt correction amount including the rotation amount is added and mounted at # 58, and if it does not fit, the process proceeds to # 59 and the parts are collected.
[0038]
  The above is a bookReference exampleTo avoid interference by correcting nozzle 13Reference example 2The case where it applies to is explained as an example.Reference exampleHowever, the concept of the interference determination area 21 is basically different, and is basically applicable in the same manner. In particularReference exampleBook to 5Reference exampleIn the case of applying the interference avoidance measure, since the possibility of interference is determined after actually recognizing the mounting state of the mounted component 12a, the component 12 may be mounted with an inclination. In the mounting operation of the components to be mounted next, there is no problem at all, and this is a preferred application form.
[0039]
[Reference Example 7]
  next,Reference Example 7The component mounting method will be described. As described with reference to FIG. 3, when the height of the component 12 newly mounted adjacently is higher than the height of the component 12a already mounted on the board 18, this mounted There is no possibility that the nozzle 13 newly entering the mounting operation interferes with the component 12a. Therefore, if the components to be mounted are sequentially mounted in ascending order, the interference between the nozzle 13 and the mounted component 12a can be prevented during the series of component mounting operations. BookReference exampleThen, by mounting components in order from components with lower height to components with higher height,Reference exampleThis avoids the trouble of providing an interference determination area or recognizing a mounted component as described in (1). However, the order of the parts may be set in units of blocks of the parts group in which the parts to be mounted are dense and the above-described interference may occur. Or, in order to correct the angle, the mounting order is determined separately in the other blocks for a group of components in other blocks that do not interfere regardless of how the nozzle 13 is inclined. do it. In addition, the height information of each component can be known from the component data input in advance to the control device 7 (see FIG. 13).
[0040]
[Reference Example 8]
  next,Reference Example 8I will explain. BookReference exampleSo farReference exampleIt relates to a computer-readable recording medium in which a program for executing component mounting including a procedure for determining whether or not the nozzle 18 described above and the mounted component 12a interfere with each other is recorded. RealReference exampleThe computer-readable recording medium according to
A component supply unit for supplying components to be mounted;
  A component holding unit that takes out a component from the component supply unit and mounts the component on a circuit formed body;
  In a component mounting apparatus comprising a control unit that controls an operation of sequentially mounting components on the circuit formed body,
  In the control unit,
  A procedure for determining whether or not a component already mounted on the circuit forming body interferes with the component holding unit that performs the mounting operation of the component;
  If it is determined to interfere, a procedure for controlling not to mount the component held by the component holding unit,
  When it is determined that there is no interference, a program for executing a procedure for controlling the component held by the component holding unit to be mounted on the circuit forming body is recorded.
[0041]
  Other reference examplesRecording media
  A procedure for taking out a component from the component supply unit by the component holding unit;
  A procedure for recognizing the holding state of the taken-out component in the component holding unit;
  A procedure for determining whether the component is in a state where it can be normally mounted based on the result of the recognition;
  As a result of determining whether or not the device can be normally mounted, if it is determined that the device cannot be mounted normally, the component is not mounted and the component is discharged at a predetermined collection location; and ,
  As a result of the determination as to whether or not the device can be normally mounted, if it is determined that the device can be normally mounted, the height of the component to be mounted is the height of another adjacent component that has been mounted. A procedure for determining whether or not it is higher than
  If it is determined that the height of the component to be mounted is lower as a result of the determination as to whether the component is high or not, the component holding unit that holds the component when the component is mounted is already mounted on the board. A procedure for determining whether or not to interfere with other finished parts,
  As a result of the determination as to whether or not it interferes with the other parts, if it is determined that the part holding part interferes with other parts, the part held by the part holding part is not mounted, A procedure to release the parts;
  As a result of determining whether or not to interfere with the other component, as a result of determining whether or not to interfere, and as a result of determining whether or not the height of the component is higher than the height of the other adjacent components mounted, If it is determined that the position is high, the position of the component holding unit and the component, the necessary correction amount for the deviation of the inclination is calculated, and the procedure for adding the correction,
  And a procedure for mounting the component on a substrate. For details of each procedure,Reference exampleThis is the same as described above.
[0042]
  In the above-described procedure, if it is determined that the component holding unit interferes with the other component already mounted on the board, it is held in the component holding unit. The mounted part is not mounted, and the part is discharged at a predetermined collection place. Instead of this procedure, if it is determined that the interference occurs, a procedure for correcting the movement and / or rotation to avoid the interference is added to the nozzle, and the necessary position and inclination are determined according to the component holding state. It is also possible to execute the procedure of the mounting operation by folding the deviation. In this case,Reference Example 6This is a recording medium for executing the contents described in (1).
[0043]
[Component mounting method of the present invention]
  In the present inventionTakeThe component mounting method will be described.This component mounting methodThen, while the component mounting apparatus continuously produces a predetermined amount of the board 18, the tendency of the specific component 12 a mounted on each board 18 to interfere with the nozzle 13 is grasped, and the subsequent information is based on this grasped information. In the mounting operation, an attempt is made to avoid interference to prevent the interference. That is, when a certain board 18 is continuously produced in the component mounting apparatus, the number of interferences generated between the specific implemented component 12a and the nozzle 13 at the stage of producing a preset quantity, The degree of interference and the position where interference occurs are stored, and the tendency of interference is grasped by, for example, taking the average of them. And the correction of the direction which eliminates the tendency is reflected in the subsequent operation of taking out the component 12 by the nozzle 13, and the interference is prevented by folding the countermeasure into the component holding state in advance.
[0044]
  In this case, as the correspondence of the correction, the position and angle on the mounted component 12a side may be corrected, or the position and angle on the component 12 side to be mounted next may be corrected. , The mounted component side) is corrected, and further trends are grasped in the next predetermined amount of production. If interference appears in another direction due to the correction, the next predetermined amount In production, it is possible to cope with this by switching to the correction on the other side (for example, the component side to be mounted next). As an alternative, it is also possible to take measures such as adding about half each correction to both the pre-mounted component 12a side and the mounted component 12 side.
[0045]
【The invention's effect】
  According to the component mounting method of the present invention, even when the interval between components mounted on a circuit formed body is narrow, component mounting that realizes stable component mounting without causing any obstacle to components already mounted. A method can be provided.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Component mounting method of reference exampleIt is a flowchart which shows.
[Figure 2]Component mounting method of reference exampleIt is a flowchart which shows.
FIG. 3 is a side view showing a height relationship between components mounted on a circuit forming body.
FIG. 4 is an explanatory diagram of interference determination in the component mounting method shown in FIG. 2;
[Figure 5]Reference exampleIt is a flowchart which shows a component mounting method.
6 is an explanatory diagram of interference determination in the component mounting method shown in FIG. 5;
[Fig. 7]Reference exampleIt is a flowchart which shows a component mounting method.
8 is an explanatory diagram of interference determination in the component mounting method shown in FIG.
FIG. 9Reference exampleIt is explanatory drawing of the interference determination in a component mounting method.
FIG. 10Reference exampleIt is an external appearance perspective view of a component mounting apparatus.
FIG. 11Reference exampleIt is explanatory drawing of the interference determination in a component mounting method.
12 is a flowchart showing a component mounting method shown in FIG.
FIG. 13 is an external perspective view of a conventional component mounting apparatus.
FIG. 14 is a flowchart showing a component mounting method according to the prior art.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an interference state according to a conventional technique.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing another interference state according to the prior art.
[Explanation of symbols]
1. 1. component mounting device; 2. parts supply unit; 3. component mounting head; 4. a robot; 5. imaging device; 6. circuit forming body holding device; Control device 12, 12a. Parts, 13. Nozzle, 14. Rotation control device, 18. Substrate, 20. Visual recognition device, 21. 30. interference determination area, 22 interference determination area, Component mounting apparatus, 31. Circuit formation body recognition apparatus.

Claims

A component mounting method for taking out a component from a component supply unit by a component holding unit and sequentially mounting the component on a circuit forming body,
When continuously mounting on circuit formations of the same specification, grasp the tendency of interference between specific adjacent components, and reflect the correction of the mounting position in the direction to eliminate the tendency to the subsequent mounting operation by the component holding unit Component mounting method.