JP4710755B2 - 部品実装装置および部品実装方法ならびに部品実装プログラム - Google Patents

Description

本発明は、基板に部品を実装する部品実装装置および部品実装方法ならびに部品実装プログラムに関するものである。

基板に電子部品をはじめとする部品を実装する部品実装装置においては、部品供給部から部品を移載ヘッドによって取り出して基板の実装点に移送搭載する際に、実装点に対して部品を直交方向に位置決めするとともに、部品の平面内での回転位置を正しく位置決めして指定された実装角度に合わせる必要がある。この回転位置決めは部品を吸着保持した吸着ノズルをノズル軸廻りに回転させることによって行われる（特許文献１参照）。この特許文献に示す例では、吸着ノズルを軸廻りに回転させて指定された実装角度に合わせるために必要な位置決め回転量を、吸着ノズルを正方向、負方向の２方向へ回転させる場合の２通りについてそれぞれ求め、回転位置決め動作に際しては位置決め回転量が小さい方の回転方向へ吸着ノズルを回転させるようにしている。これにより、吸着ノズルの無駄な回転動作を排除して位置決め動作効率を向上させることができるという利点がある。
特許第３４１９８９３号公報

ところで近年電子機器の小型化に伴って部品の微小化が進み、部品を基板に実装する際に求められる実装位置精度も従来に比べて格段に高度化している。このため、従来は無視することができたような機械誤差、たとえば吸着ノズルを回転駆動する回転駆動機構における機械的な遊びに起因する位置決め誤差についても考慮する必要が生じており、吸着ノズルを回転させて回転位置決めを行うに際し、回転方向によっては機械的な遊びに起因する回転位置決め誤差を補正するための補正動作を行わせる場合がある。

しかしながら上述の特許文献例においては、回転位置決めのための回転方向決定に際してこのような補正動作は考慮されていなかった。このため、回転方向の決定が必ずしも適正に行われず、回転位置決め精度の確保と位置決め動作効率の向上とを両立させることが難しいという課題があった。

そこで本発明は、回転位置決め精度の確保と位置決め動作効率の向上とを両立させることができる部品実装装置および部品実装方法ならびに部品実装プログラムを提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、部品供給部から移載ヘッドによって部品を取り出して基板に移送搭載する部品実装装置であって、前記移載ヘッドを前記部品供給部と前記基板との間で移動させるヘッド移動機構と、前記移載ヘッドに装着され前記部品を吸着して保持する吸着ノズルと、前記吸着ノズルをノズル軸廻りに回転させる回転駆動機構と、前記ヘッド移動機構および回転駆動機構を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記吸着ノズルを前記ノズル軸廻りに正規方向または正規方向の反対の非正規方向に回転させてこの吸着ノズルに保持された部品を所定の回転位置に位置決めする回転位置決めにおいて、前記回転位置決めに必要とされる所要時間を前記正規方向および非正規方向の２方向について算出する所要時間算出ステップと、算出された２方向についての所要時間のうち短い所要時間を与える方向を回転方向に決定する方向決定ステップと、決定された回転方向に前記吸着ノズルを回転させて回転位置決めを行うように前記回転駆動機構を制御するノズル回転
ステップとを実行し、前記所要時間算出ステップでの前記非正規方向の所要時間の算出において、前記回転駆動機構の機械的遊びに起因する位置決め誤差を補正するために前記吸着ノズルを一旦回転方向にオーバーランさせた後に目標とする回転位置に戻す回転補正動作分の所要時間を加味する。

本発明の部品実装方法は、移載ヘッドを部品供給部と基板との間で移動させるヘッド移動機構と、前記移載ヘッドに装着され部品を吸着して保持する吸着ノズルと、前記吸着ノズルをノズル軸廻りに回転させる回転駆動機構と、前記ヘッド移動機構および回転駆動機構を制御する制御部とを備えた部品実装装置によって、前記部品供給部から前記移載ヘッドによって部品を取り出して基板に移送搭載する部品実装方法であって、前記吸着ノズルを前記ノズル軸廻りに正規方向または正規方向の反対の非正規方向に回転させてこの吸着ノズルに保持された部品を所定の回転位置に位置決めする回転位置決めにおいて、前記回転位置決めに必要とされる所要時間を前記正規方向および非正規方向の２方向について算出する所要時間算出ステップと、算出された２方向についての所要時間のうち短い所要時間を与える方向を回転方向に決定する方向決定ステップと、決定された回転方向に前記吸着ノズルを回転させて回転位置決めを行うノズル回転ステップとを実行し、さらに前記所要時間算出ステップでの前記非正規方向の所要時間の算出において、前記回転駆動機構の機械的遊びに起因する位置決め誤差を補正するために前記吸着ノズルを一旦回転方向にオーバーランさせた後に目標とする回転位置に戻す回転補正動作分の所要時間を加味する。

本発明の部品実装プログラムは、移載ヘッドを部品供給部と基板との間で移動させるヘッド移動機構と、前記移載ヘッドに装着され部品を吸着して保持する吸着ノズルと、前記吸着ノズルをノズル軸廻りに回転させる回転駆動機構と、前記ヘッド移動機構および回転駆動機構を制御する制御部とを備えた部品実装装置に、前記部品供給部から前記移載ヘッドによって部品を取り出して基板に移送搭載する部品実装動作を行わせるための部品実装プログラムであって、前記吸着ノズルを前記ノズル軸廻りに正規方向または正規方向の反対の非正規方向に回転させてこの吸着ノズルに保持された部品を所定の回転位置に位置決めする回転位置決めにおいて、前記制御部に、前記回転位置決めに必要とされる所要時間を前記正規方向および非正規方向の２方向について算出する所要時間算出ステップと、算出された２方向についての所要時間のうち短い所要時間を与える方向を回転方向に決定する方向決定ステップと、決定された回転方向に前記吸着ノズルを回転させて回転位置決めを行うように前記回転駆動機構を制御するノズル回転ステップとを実行させ、さらに前記所要時間算出ステップでの前記非正規方向の所要時間の算出において、前記回転駆動機構の機械的遊びに起因する位置決め誤差を補正するために前記吸着ノズルを一旦回転方向にオーバーランさせた後に目標とする回転位置に戻す回転補正動作分の所要時間を加味する処理を実行させる。

本発明によれば、吸着ノズルに保持された部品を所定の回転位置に位置決めする回転位置決めに必要とされる所要時間を算出するに際し、回転駆動機構の機械的遊びに起因する位置決め誤差を補正するための回転補正動作分の所要時間を加味することにより、回転方向を適正且つ合理的に決定して、回転位置決め精度の確保と位置決め動作効率の向上とを両立させることができる。

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の部品実装装置の移載ヘッドの斜視図、図３は本発明の一実施の形態の部品実装装置の移載ヘッドの部分斜視図、図４は本発明の一実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図５は本発明の一実施
の形態の部品実装装置における部品の回転位置ずれの説明図、図６は本発明の一実施の形態の部品実装装置における部品の回転位置決め動作のフロー図、図７は本発明の一実施の形態の部品実装方法における部品の回転位置決め動作と回転方向との関係を示す説明図、図８は本発明の一実施の形態の部品実装方法における部品の回転位置決め処理のフロー図、図９は本発明の一実施の形態の部品実装方法における部品の回転位置決めに必要とされる所要時間計算処理のフロー図である。

まず図１を参照して部品実装装置の全体構造について説明する。図１において、基台１には搬送路２がＸ方向（基板搬送方向）に配設されており、搬送路２は部品が実装される基板３を搬送し位置決めする。搬送路２の両側方には部品供給部４が配設されており、部品供給部４にはテープフィーダ５が複数並設されている。テープフィーダ５は部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する移載ヘッドによるピックアップ位置に部品を供給する。

基台１のＸ方向の両端部には、Ｙ軸テーブル６が配設されており、Ｙ軸テーブル６にＹ方向に移動自在に結合されたＸ軸テーブル７には、複数の吸着ノズルを有する移載ヘッド８が装着されている。Ｙ軸テーブル６、Ｘ軸テーブル７を駆動することにより、移載ヘッド８はＸ方向、Ｙ方向へ移動し、部品供給部４から電子部品などの部品を真空吸着により取り出して、搬送路２に位置決めされた基板３に移送搭載する。Ｙ軸テーブル６、Ｘ軸テーブル７は、移載ヘッド８を部品供給部４と基板３との間で移動させるヘッド移動機構となっている。

搬送路２と部品供給部４の間には部品認識用のラインセンサを備えた部品カメラ１０が配設されており、部品供給部４から部品をピックアップした移載ヘッド８が部品カメラ１０上を通過する際に、部品カメラ１０は部品を下方から撮像する。そして得られた撮像データを部品認識部３７（図４）によって認識処理することにより、部品の認識が行われる。

これにより、移載ヘッド８の各吸着ノズルに保持された状態における部品の位置認識が行われ、部品のＸＹ方向の位置ずれとともに、ノズル軸廻りの回転方向の位置ずれが検出される。すなわち、部品カメラ１０および部品認識部３７は、複数の吸着ノズルに保持された状態における部品のノズル軸廻りの回転方向の位置を示す回転位置を各吸着ノズル毎に検出する回転位置検出手段として機能する。

次に図２、図３を参照して移載ヘッド８について説明する。図２に示すように、移載ヘッド８は複数の吸着ノズルが一体的に移動する多連型ヘッドであり、吸着ノズルが昇降機構および吸引機構とともに一体化された吸着ノズルユニット１２を、共通の垂直なベース部９に複数並設した構造となっている。本実施の形態に示す例では、４個の吸着ノズルユニット１２をＸ方向（テープフィーダ５の並設方向）に直列に配列して成るノズル列Ｌ１，Ｌ２（図３（ａ）参照）を、Ｙ方向に２列並設した配置となっている。ノズル列Ｌ１，Ｌ２には、それぞれ４つの吸着ノズル２５が装着されている。

ベース部９の側面には箱形状の上部フレーム１４および変断面形状の下部フレーム１８が固設されている。下部フレーム１８には、移載ヘッド８とともに移動する基板カメラ１７が撮像面を下向きにして配設されており、移載ヘッド８が基板３上に移動したタイミングにおいて、基板カメラ１７は基板３を撮像する。この撮像結果を基板認識部３６（図４参照）によって認識処理することにより、基板３の位置が認識される。

上部フレーム１４の上面には、吸着ノズルユニット１２を構成するノズル昇降モータ１３が垂直に配設されている。ノズル昇降モータ１３の回転は上部フレーム１４の下方に設
けられた昇降機構１５に伝達され、ここでノズル昇降モータ１３の回転運動が昇降軸部材１６の上下動に変換される。これらのノズル昇降モータ１３を個別に制御することにより、移載ヘッド８の複数の吸着ノズルを、個別にストローク可変に昇降させることができるようになっている。ノズル昇降モータ１３および昇降機構１５は、移載ヘッド８に設けられ複数の吸着ノズルを個別に昇降させるノズル昇降手段となっている。

昇降軸部材１６には軸回転部１９が設けられており、下部フレーム１８に固設されたノズル回転モータ２０によって、上下２段に調帯された無端の歯付きベルト２１ａ，２１ｂを介して軸回転部１９に回転が伝達される。図３（ａ）に示すように、軸回転部１９は、ノズル列Ｌ１に属する軸昇降部材１６に、歯付ベルト２１ａによって駆動される従動プーリ２６ａおよびアイドラプーリ２７ａを、またノズル列Ｌ２に属する軸昇降部材１６に、歯付ベルト２１ｂによって駆動される従動プーリ２６ｂおよびアイドラプーリ２７ｂを結合した構成となっている。従動プーリ２６ａ、２６ｂは軸昇降部材１６と一体に回転し、アイドラプーリ２７ａ、２７ｂは軸昇降部材１６に対して相対回転自在となっている。

歯付ベルト２１ａ，２１ｂはいずれもノズル回転モータ２０の回転軸と結合された駆動プーリ２８によって駆動され、それぞれ従動プーリ２６ａ、２６ｂに回転を伝達する。このベルト駆動において、アイドラプーリ２７ａ、２７ｂは、それぞれ歯付ベルト２１ａ，２１ｂを駆動対称軸の配置に合わせて周回させ、ガイドプーリ２９とともにガイドする。ノズル回転モータ２０を駆動することにより、ノズル列Ｌ１に属する複数の軸昇降部材１６およびノズル列Ｌ２に属する複数の軸昇降部材１６は、それぞれ歯付ベルト２１ａ、２１ｂを介して回転駆動され、同期して回転する。

すなわち上記機構により、ノズル回転モータ２０を駆動源としてノズル列Ｌ１、ノズル列Ｌ２に属する複数の吸着ノズル２５は一括して回転駆動される。したがって、ノズル回転モータ２０、軸回転部１９、歯付ベルト２１ａ、２１ｂは、複数の吸着ノズル２５を単一の駆動源であるノズル回転モータ２０によってそれぞれのノズル軸廻りに回転させる回転駆動機構となっている。

この回転駆動機構を構成する歯付ベルト２１ａ、２１ｂと従動プーリ２６ａ、２６ｂの噛合いにおいて、歯付ベルト２１ａ、２１ｂの歯２１ｃと従動プーリ２６ａ、２６ｂの歯２６ｃとは必ずしも完全に密着した状態では噛み合っておらず、歯２１ｃと歯２６ｃとの間にはバックラッシュ（機械的遊び）に起因する幾分の隙間ｃが存在する。

この隙間ｃは、歯付ベルト２１ａ、２１ｂと従動プーリ２６ａ、２６ｂとの相対移動方向に応じて異なった態様で発生し、例えば図３（ｂ）に示すように、従動プーリ２６ａ、２６ｂを矢印ａ方向（時計回り方向）に回転駆動する際には、図において歯２１ｃの左側に隙間ｃが生じ、回転駆動方向が矢印ｂ方向に逆転すると、隙間ｃの発生方向が逆転し、歯２１ｃの右側に隙間ｃが発生する。

従動プーリ２６ａ、２６ｂの回転駆動におけるこのような隙間ｃの存在は、吸着ノズル２５に保持された部品の回転位置決めにおける位置決め誤差の要因となる。このようなバックラッシュに起因する位置決め誤差の影響を最小とするため、本実施の形態においては、吸着ノズル２５の軸廻りの回転方向を予め一方向に規定して隙間ｃに起因する位置誤差を無視できるようにし、この一方向を位置決め誤差を無視できる正規方向として規定する。

すなわち、回転方向が予め規定された正規方向のみである場合には隙間ｃが生じる方向も固定され、したがって隙間ｃは位置決め精度に影響を及ぼさない。これに対し上述の正規方向の回転動作の途中に回転方向の逆転があって非正規方向（正規方向と反対の方向）
の回転動作が混在する場合には、逆転時に隙間ｃ分だけの回転位置決め誤差が生じる。このため本実施の形態に示す部品実装方法においては、後述するように、非正規方向への回転動作を含む場合には、回転動作の終末において正規方向への回転を付加することにより、隙間ｃに起因する回転位置決め誤差を相殺して、回転駆動機構の機械的遊びに起因する位置決め誤差を補正するようにしている。

昇降軸部材１６の下端部は、スイベルジョイント部２２を挿通してノズルヘッド２３と結合されており、ノズルヘッド２３には反射板２４を備えた吸着ノズル２５が着脱自在に装着される。スイベルジョイント部２２は真空吸引装置（図示省略）に接続されており、スイベルジョイント部２２から真空吸引することにより、ノズルヘッド２３のノズル軸廻りの回転を許容しながら吸着ノズル２５の下端部から真空吸引する。そして下端部に部品が当接した状態で真空吸引することにより、吸着ノズル２５は部品を吸着保持する。反射板２４は、部品カメラ１０による撮像時に、下方から照射される照明光を反射して、吸着ノズル２５に保持された部品を透過照明する。

次に図４を参照して、制御系の構成を説明する。演算部３０はＣＰＵであり、記憶部３１に記憶された制御プログラムを実行することにより、以下に説明する各部の処理や動作が統括して制御され、後述する各種の制御処理が実現される。これらの制御プログラムには、部品供給部４から移載ヘッド８によって部品を取り出して基板３に移送搭載する部品実装動作を行わせるための部品実装プログラムが含まれる。記憶部３１は上述の部品実装プログラムなど、各部の制御に必要なプログラムやデータを記憶する。

搭載動作制御部３２は、ヘッド駆動部３３およびＸＹ駆動部３４を制御することにより、移載ヘッド８に備えられた複数の吸着ノズル２５によってよって部品供給部４から部品を真空吸着により取り出して、基板３の複数の実装点に各吸着ノズル毎に順次移送搭載する部品搭載動作を実行させる。搭載動作制御部３２の一部を構成するθ補正制御部３２ａは、この部品搭載動作の制御において、前述の回転位置検出手段によって検出された回転位置ずれを補正して回転位置決めを行うために実行されるθ補正動作を制御する。

ヘッド駆動部３４は、移載ヘッド８に備えられたノズル昇降モータ１３、ノズル回転モータ２０を駆動する。ＸＹ駆動部３４は、移載ヘッド８をＸ方向に移動させるＸ軸テーブル７に備えられたＸ軸モータ７Ｍ、Ｙ方向に移動させるＹ軸テーブルに備えられたＹ軸モータ６Ｍを駆動する。したがって、搭載動作制御部３２は、ヘッド移動機構および回転駆動機構を制御する制御部となっている。

認識制御部３５は、基板カメラ１７によって取得された画像の認識処理を行う基板認識部３６および部品カメラ１０によって取得した画像の認識処理を行う部品認識部３７を制御する。これにより、移載ヘッド８の吸着ノズル２５に保持された状態における部品Ｐのノズル軸廻りの位置ずれ、すなわち回転位置ずれが各吸着ノズル毎に検出される（図５（ａ）参照）。

この検出結果を認識制御部３５がデータ処理することにより、正規状態（基板搭載状態を基準とする）における部品の回転方向の位置（以下、単に「回転位置」と略記する。）とのずれ角度を各ノズル番号毎に示す回転位置ずれデータが求められる。この回転位置ずれデータに基づいて、θ補正制御部３２ａは回転位置ずれ補正動作のために必要な演算処理を行い、搭載動作制御部３２はこの演算結果を用いて部品搭載動作および回転位置決め動作を制御する。フィーダ制御部３８は、部品供給部４に配置されたテープフィーダ５の動作、すなわち内蔵されたテープ送り機構の動作を制御する。

次に、本実施の形態に示す部品実装方法における回転位置決め動作について説明する。
移載ヘッド８が部品供給部４から部品を取り出した後において、吸着ノズル２５に吸着保持された部品は必ずしも一定の正しい回転位置で保持されているとは限らない。テープフィーダ５によって供給される部品の姿勢のばらつきや、吸着ノズル２５によるピックアップ動作時の位置ずれなどによって、吸着保持状態における部品の回転方向位置にはばらつきが存在する。

基板３へ部品を搭載する際には、ＸＹ方向位置とともに回転位置も正しく位置合わせする必要があるため、前述のように、部品カメラ１０によって部品を認識することにより、各吸着ノズル２５に吸着保持された状態における回転位置を検出し、この検出結果に基づいて吸着ノズル２５を回転させて、基板における実装角度に応じた所定の回転位置に位置決めする回転位置決めが実行される。

部品の位置認識においては、図５（ａ）に示すように、吸着ノズル２５に保持された部品Ｐの基準方向（ここでは機械座標系のＸ方向となす角度が０°の方向を基準方向と定義する。）に対する回転角度を示す回転位置ずれが検出される。ここで、部品Ｐの基板における実装角度が１８０度（Ｘ軸負方向）である場合には、図５（ａ）に示すように、時計回り方向にはΔθａ、反時計回り方向にはΔθｂだけそれぞれ位置ずれしていることとなる。このとき、部品Ｐが極性を有する部品、すなわち回転方向の実装姿勢が３６０°中の特定一方向のみに限定されるような部品である場合には、このΔθａ、Δθｂが、部品Ｐの回転位置を正しく位置合わせするために必要な位置決め回転量となる。

これに対して、部品Ｐが極性を有しない部品、すなわち回転方向の実装姿勢が上述の特定一方向のみならず、この特定一方向と１８０°違いの方向も許容されるような部品である場合には、図５（ｂ）に示すように、 時計回り方向についてはΔθａもしくはΔθａ−１８０°、反時計回り方向についてはΔθｂが、それぞれ部品Ｐの回転位置を正しく位置合わせするために必要な位置決め回転量となる。

すなわち、時計回りの回転位置決めについては、Δθａの替わりにΔθａ−１８０°だけ回転させることにより回転位置決めを行うことができる。換言すれば、回転方向の実装姿勢に極性のない部品については、回転位置決めの目標とする所定の回転位置として、指定の実装角度に対応した回転位置と１８０度違いの回転位置が許容される。

次に、このような状態の部品を対象とした回転位置決め動作について、図６、図７を参照して説明する。この回転位置決め動作においては、吸着ノズル２５を軸廻りに回転させることにより、部品Ｐの実装角度を正しく合わせるものである。

ここで、回転位置決めは、吸着ノズル２５を時計回り、反時計回りのいずれの回転方向へ回転させることによっても行うことができ、ここでは時計回りの回転方向、反時計回りの回転方向をそれぞれ前述の正規方向、非正規方向と規定している。

すなわち本実施の形態においては、吸着ノズル２５をノズル軸廻りに正規方向または正規方向の反対の非正規方向に回転させて、この吸着ノズル２５に保持された部品Ｐを所定の回転位置に位置決めする回転位置決め動作が実行される。そして後述するように、回転位置検出手段の検出結果より必要な位置決め回転量をこれら２方向についてそれぞれ求め、次いで、これらの位置決め回転量から回転位置決めに必要な所要時間を算出し、さらにこれらの所要時間が短い方向を回転方向とするようにしている。

図６，図７は、回転方向がそれぞれ正規方向、非正規方向りである場合の動作順序の詳細を示すものである。まず当該回転位置決め動作において指示された回転方向を判定し（ＳＴ１）、これにより、回転方向が正規方向であるか否かが判断される（ＳＴ２）。そし
てここで正規方向であると判断されたならば、図７（ａ）に示すように、図５（ａ）に示す位置決め回転量Δθａだけ、吸着ノズル２５を正規方向（時計回り方向）に回転する（ＳＴ３）。これにより、部品Ｐは当該部品の実装角度に対応した所定の目標回転位置に到達する（ＳＴ７）。

また（ＳＴ２）にて回転方向が非正規方向であると判断されたならば、この方向に吸着ノズル２５を回転させることに伴う回転位置決め誤差、すなわち歯付ベルト２１ａ、２１ｂと従動プーリ２６ａ、２６ｂの噛合いにおけるバックラッシュに起因する誤差を相殺するための回転補正動作であるバックラッシュ除去動作を実行させる。すなわち、図７（ｂ）に示すように、図５に示す位置決め回転量Δθｂに加えて、回転補正動作用として予め設定されたｎ°だけ余分に非正規方向に吸着ノズル２５を回転させ（ＳＴ４）、部品Ｐを目標回転位置をｎ°だけオーバランした回転位置に到達させる（ＳＴ５）。

そしてこの後、吸着ノズル２５を余分に回転したｎ°だけ正規方向に戻す（ＳＴ６）。これにより部品Ｐはオーバラン分だけ正規方向へ戻り、当該部品の実装角度に対応した所定の目標回転位置に到達する（ＳＴ７）。このとき、一連の回転動作は正規方向への回転によって終了しているため、バックラッシュに起因する誤差は生じない。このバックラッシュ除去動作により、非正規方向への回転に伴う位置決め誤差が相殺され、部品Ｐは目標回転位置に正しく位置決めされる。

次に図８、図９を参照して、部品供給部４から移載ヘッド８によって部品Ｐを取り出して基板３に移送搭載する部品実装方法において、吸着ノズルに保持された部品Ｐを所定の回転位置に位置決めする回転位置決め処理のフローについて説明する。この回転位置決め処理のフローは、記憶部３１に記憶された部品実装プログラムを演算部３０が実行することにより実現される。

まず、前述の回転位置決めに必要とされる所要時間を、正規方向および非正規方向の２方向について算出する（ＳＴ１１）（所要時間算出ステップ）。ここで、図９を参照して、所要時間計算処理のフローについて説明する。まず計算の対象となる回転動作の回転方向を判定し（ＳＴ２１）、正規方向であるか否かを判断する（ＳＴ２２）。ここで正規方向であれば、図７（ａ）に示す位置決め回転量Δθａの所要時間ｔａを算出する。この所要時間の算出は、吸着ノズル２５のノズル軸を回転駆動するノズル回転モータ２０について予め設定された加減速パターンと回転量との関係に基づいて行われる。

また（ＳＴ２２）にて、非正規方向であれば、図７（ｂ）に示す位置決め回転量Δθｂ＋ｎ°の所要時間ｔ１を計算し（ＳＴ２４）、次いで、ｎ°だけ戻すための所要時間ｔｎを計算する（ＳＴ２５）。そして全体の所要時間ｔｂを、ｔｂ＝ｔ１＋ｔｎとして計算する（ＳＴ２６）。これにより、回転位置決めに必要とされる所要時間の計算を終了する。すなわち、この所要時間算出ステップでの非正規方向の所要時間ｔｂの算出において、回転駆動機構の機械的遊び、すなわちバックラッシュに起因する位置決め誤差を補正するために、吸着ノズル２５を一旦回転方向にオーバーランさせた後に、目標とする回転位置に戻す回転補正動作分の所要時間を加味する処理を実行させるようにしている。

次いでこれらの計算結果に基づいて、算出された２方向についての所要時間のうち、短い所要時間を与える方向を回転方向に決定する（ＳＴ１２）（方向決定ステップ）。すなわち２つの所要時間ｔａ，ｔｂの長短を比較し、いずれか短い方の回転方向が回転位置決め実行に際しての回転方向となる。そして回転位置決め実行に際しては、このようにして決定された回転方向に吸着ノズル２５を、前述の位置決め回転量だけ回転させて回転位置決めを行う（ＳＴ１３）（ノズル回転ステップ）。

上述のように、回転位置決めのための回転方向決定に際して、バックラッシュ除去動作のための所要時間を加味することにより、回転方向の決定を適正且つ合理的に行うことができ、回転位置決め精度の確保と位置決め動作効率の向上とを両立させることが可能となる。

なお上述例は、部品Ｐが図５（ａ）に示すような実装姿勢に極性を有する部品である場合を示しているが、対象とする部品Ｐが図５（ｂ）に示すように実装姿勢に極性がなく、回転位置決めの目標とする所定の回転位置として、指定の実装角度に対応した回転位置と１８０度違いの回転位置が許容される場合には、この条件で回転位置決め動作の回転方向を決定するようにしてもよい。すなわち、図９のフローに示す計算結果に加えて、図９における位置決め回転量Δθａを、Δθａ−１８０°に置き換えた場合について同様の計算を行う。そしてこれらの計算結果を対比して、より短い所要時間を与える回転位置を目標回転位置とした上で、回転位置決めにおける回転方向を決定する。

これにより、回転位置決めの所要時間を短縮して実装時間を短縮することができ、実装動作効率を向上させることが可能となる。特に図１に示す構成の部品実装装置を用いる場合のように、対向して配置された２つの部品供給部４から、２つの移載ヘッド８によって同一部品を取り出して基板３に実装する場合には、上述のように１８０°違いの回転位置を許容する条件で回転方向を決定することにより、一方側の部品供給部４から取り出される部品については実装姿勢を合わせるための位置決め回転量を極小とすることができ、実装効率の向上を図ることができる。

本発明の部品実装装置および部品実装方法ならび部品実装プログラムは、回転位置決め精度の確保と位置決め動作効率の向上とを両立させることができるという効果を有し、部品供給部から移載ヘッドによって部品を取り出して基板に移送搭載する部品実装分野に有用である。

本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の移載ヘッドの斜視図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の移載ヘッドの部分斜視図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における部品の回転位置ずれの説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における部品の回転位置決め動作のフロー図 本発明の一実施の形態の部品実装方法における部品の回転位置決め動作と回転方向との関係を示す説明図 本発明の一実施の形態の部品実装方法における部品の回転位置決め処理のフロー図 本発明の一実施の形態の部品実装方法における部品の回転位置決めに必要とされる所要時間計算処理のフロー図

符号の説明

３ 基板
４ 部品供給部
８ 移載ヘッド
１９ 軸回転部（回転駆動機構）
２０ ノズル回転モータ（回転駆動機構）
２１ａ、２１ｂ 歯付ベルト（回転駆動機構）
２５ 吸着ノズル
３２ 搭載動作制御部（制御部）

Claims (5)

1. 部品供給部から移載ヘッドによって部品を取り出して基板に移送搭載する部品実装装置であって、
   前記移載ヘッドを前記部品供給部と前記基板との間で移動させるヘッド移動機構と、前記移載ヘッドに装着され前記部品を吸着して保持する吸着ノズルと、前記吸着ノズルをノズル軸廻りに回転させる回転駆動機構と、前記ヘッド移動機構および回転駆動機構を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記吸着ノズルを前記ノズル軸廻りに正規方向または正規方向の反対の非正規方向に回転させてこの吸着ノズルに保持された部品を所定の回転位置に位置決めする回転位置決めにおいて、
   前記回転位置決めに必要とされる所要時間を前記正規方向および非正規方向の２方向について算出する所要時間算出ステップと、算出された２方向についての所要時間のうち短い所要時間を与える方向を回転方向に決定する方向決定ステップと、決定された回転方向に前記吸着ノズルを回転させて回転位置決めを行うように前記回転駆動機構を制御するノズル回転ステップとを実行し、
   前記所要時間算出ステップでの前記非正規方向の所要時間の算出において、前記回転駆動機構の機械的遊びに起因する位置決め誤差を補正するために前記吸着ノズルを一旦回転方向にオーバーランさせた後に目標とする回転位置に戻す回転補正動作分の所要時間を加味することを特徴とする部品実装装置。
2. 移載ヘッドを部品供給部と基板との間で移動させるヘッド移動機構と、前記移載ヘッドに装着され部品を吸着して保持する吸着ノズルと、前記吸着ノズルをノズル軸廻りに回転させる回転駆動機構と、前記ヘッド移動機構および回転駆動機構を制御する制御部とを備えた部品実装装置によって、前記部品供給部から前記移載ヘッドによって部品を取り出して基板に移送搭載する部品実装方法であって、
   前記吸着ノズルを前記ノズル軸廻りに正規方向または正規方向の反対の非正規方向に回転させてこの吸着ノズルに保持された部品を所定の回転位置に位置決めする回転位置決めにおいて、
   前記回転位置決めに必要とされる所要時間を前記正規方向および非正規方向の２方向について算出する所要時間算出ステップと、算出された２方向についての所要時間のうち短い所要時間を与える方向を回転方向に決定する方向決定ステップと、決定された回転方向に前記吸着ノズルを回転させて回転位置決めを行うノズル回転ステップとを実行し、
   さらに前記所要時間算出ステップでの前記非正規方向の所要時間の算出において、前記回転駆動機構の機械的遊びに起因する位置決め誤差を補正するために前記吸着ノズルを一旦回転方向にオーバーランさせた後に目標とする回転位置に戻す回転補正動作分の所要時間を加味することを特徴とする部品実装方法。
3. 前記回転方向の実装姿勢に極性のない部品については、前記所定の回転位置として指定の実装角度に対応した回転位置と１８０度違いの回転位置を許容する条件で、前記回転方向を決定することを特徴とする請求項２記載の部品実装方法。
4. 移載ヘッドを部品供給部と基板との間で移動させるヘッド移動機構と、前記移載ヘッドに装着され部品を吸着して保持する吸着ノズルと、前記吸着ノズルをノズル軸廻りに回転させる回転駆動機構と、前記ヘッド移動機構および回転駆動機構を制御する制御部とを備えた部品実装装置に、前記部品供給部から前記移載ヘッドによって部品を取り出して基板に移送搭載する部品実装動作を行わせるための部品実装プログラムであって、
   前記吸着ノズルを前記ノズル軸廻りに正規方向または正規方向の反対の非正規方向に回転させてこの吸着ノズルに保持された部品を所定の回転位置に位置決めする回転位置決めにおいて、
   前記制御部に、前記回転位置決めに必要とされる所要時間を前記正規方向および非正規方向の２方向について算出する所要時間算出ステップと、算出された２方向についての所要時間のうち短い所要時間を与える方向を回転方向に決定する方向決定ステップと、決定された回転方向に前記吸着ノズルを回転させて回転位置決めを行うように前記回転駆動機構を制御するノズル回転ステップとを実行させ、
   さらに前記所要時間算出ステップでの前記非正規方向の所要時間の算出において、前記回転駆動機構の機械的遊びに起因する位置決め誤差を補正するために前記吸着ノズルを一旦回転方向にオーバーランさせた後に目標とする回転位置に戻す回転補正動作分の所要時間を加味する処理を実行させることを特徴とする部品実装プログラム。
5. 前記回転方向の実装姿勢に極性のない部品については、前記所定の回転位置として指定の実装角度に対応した回転位置と１８０度違いの回転位置を許容する条件で、前記回転方向を決定することを特徴とする請求項４記載の部品実装プログラム。

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