JP4792346B2 - 電子部品装着装置及び電子部品装着方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置及び電子部品装着方法に関する。

一般に、電子部品装着装置は、１台の基板搬送装置により搬入した１枚のプリント基板上に、部品供給装置から供給される電子部品を装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルより装着するものであり、プリント基板１枚毎に電子部品を装着するものである。
特開２００４−３１１４６９号公報

しかし、生産性の向上の観点から、それぞれが各プリント基板の搬送を行う２台の基板搬送装置を設けて、２枚のプリント基板上に電子部品を装着することが考えられる。この場合、吸着ノズルを備えた装着ヘッドの部品供給装置とプリント基板との間の往復回数を極力減らしたり、装着ヘッドの移動距離を減らすことにより生産性の向上を図ることが望まれる。

そこで本発明は、２列の基板搬送装置により各プリント基板の搬送を行う電子部品装着装置及び電子部品装着方法において、より生産性の向上が図れる電子部品装着装置及び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、それぞれがプリント基板の搬送を行う２列の基板搬送装置と、前記プリント基板に装着する複数種類の電子部品を供給する部品供給装置と、この部品供給装置から供給される電子部品を取り出して前記プリント基板上に装着する装着ヘッドと、この装着ヘッドを電子部品の取り出し及びプリント基板への装着のために移動させるヘッド移動装置とを備えてなる電子部品装着装置であって、前記各プリント基板毎に電子部品をどの位置に装着するかの装着データを格納する記憶装置と、この記憶装置に格納された各装着データに基づいて前記２列の基板搬送装置のそれぞれにより搬送される２枚のプリント基板を１枚の大きさのプリント基板として最適化を図り装着データを作成する作成装置と、この作成装置により作成された装着データに基づいて前記装着ヘッドを制御する制御装置を設けたことを特徴とする。

第２の発明は、それぞれがプリント基板の搬送を行う２列の基板搬送装置に位置した前記プリント基板に装着する複数種類の電子部品を部品供給装置から供給し、この部品供給装置から供給される電子部品をヘッド移動装置により移動する装着ヘッドにより取り出し、プリント基板へ装着する電子部品装着方法であって、前記各プリント基板毎に電子部品をどの位置に装着するかの装着データを格納する記憶装置に格納された各装着データに基づいて前記２列の基板搬送装置のそれぞれにより搬送される２枚のプリント基板を１枚の大きさのプリント基板として最適化を図り装着データを作成し、作成された装着データに基づいて前記装着ヘッドを制御し部品供給装置から電子部品を取り出して前記プリント基板上に装着することを特徴とする。

本発明は、２列の基板搬送装置により各プリント基板の搬送を行う電子部品装着装置及び電子部品装着方法において、より生産性の向上が図れる電子部品装着装置及び電子部品装着方法を提供することができる。

以下図に基づき説明するが、図１は電子部品装着装置１の概略平面図で、該装着装置１の基台上には種々の電子部品を夫々その部品取出し部（部品吸着位置）に１個ずつ供給する部品供給ユニット２が複数並設されている。対向する前後の部品供給ユニット群２Ａ、２Ｂの間には、供給コンベア、位置決め部及び排出コンベアから成る２列（２台）の基板搬送装置３Ａ、３Ｂが設けられている。

各供給コンベアは上流より受けたプリント基板ＰＡ、ＰＢを搬送し、検出センサ１０Ａ、１０Ｂが検出すると搬送を停止して各位置決め部まで到達させ、この各位置決め部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ＰＡ、ＰＢ上に電子部品を装着した後、排出コンベアに搬送し、下流に排出される。

４Ａ、４Ｂは複数の吸着ノズル５が設けられた装着ヘッドで、このθ軸モータ６により回転可能な装着ヘッド４Ａ、４Ｂは支持体により支持され、この支持体はＹ軸モータ７によりＹ方向に移動可能であり、この支持体に対して装着ヘッド４Ａ、４ＢはＸ軸モータ８によりＸ方向に移動可能に構成される。従って、装着ヘッド４Ａ、４Ｂは、Ｘ軸モータ８及びＹ軸モータ７により、各プリント基板ＰＡ、ＰＢと部品供給ユニット群２Ａ、２Ｂの部品取出し部（部品吸着位置）上方を個別に移動できることとなる。

そして、装着ヘッド４Ａ、４Ｂに設けられる各吸着ノズル５は、装着ヘッド４Ａ、４Ｂに対して上下軸モータ９により昇降可能であり、また鉛直軸周りに回転させる前記θ軸モータ６により装着ヘッド４Ａ、４Ｂは回転可能である。

次に、図２の制御ブロック図において、電子部品装着装置１の各要素はＣＰＵ１１が統括制御しており、制御プログラムを格納するＲＯＭ１２及び各種データを格納するＲＡＭ１３がバスライン１４を介して接続されている。また、ＣＰＵ１１には操作画面等を表示するモニタ１５及び該モニタ１５の表示画面に形成された入力手段としてのタッチパネルスイッチ１６がインターフェース１７を介して接続されている。また、前記Ｙ軸モータ７等が駆動回路１８、インターフェース１７を介してＣＰＵ１１に接続されている。

前記ＲＡＭ１３には、部品装着に係るプリント基板の種類毎に装着データが記憶されており、図３にはプリント基板ＰＡの装着データが示され、図４にはプリント基板ＰＢの装着データが示されているが、それぞれ装着順序毎（ステップ番号毎）に、各プリント基板内での各電子部品の装着位置である各原点ＧＡ、ＧＢからのＸ座標、Ｙ座標、角度、高さ情報や、前記基台上に配置される各部品供給ユニット２の配置番号情報（配置順序情報）等が格納されている。

また前記ＲＡＭ１３には、前記各部品供給ユニット２の部品供給ユニット配置番号に対応した各電子部品の種類の情報、即ち部品配置データが格納されており、更にはこの部品ＩＤ毎に電子部品のＸ方向、Ｙ方向のサイズ、厚さ情報及び使用吸着ノズルのノズルＩＤ等に関する部品ライブラリデータが格納されている。更には、各装着ヘッド４Ａ、４Ｂには吸着ノズル５が最大１２本取り付けることができるが、各装着ヘッド４Ａ、４Ｂへの吸着ノズル５の取り付け位置（取り付け番号）毎に吸着ノズルのノズルＩＤが格納されている。

２０はインターフェース１７を介して前記ＣＰＵ１１に接続される認識処理装置で、前記部品認識カメラ２１により撮像して取込まれた画像の認識処理が該認識処理装置２０にて行われ、ＣＰＵ１１に処理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ１１は部品認識カメラ２１により撮像された画像を認識処理（位置ずれ量の算出など）するように指示を認識処理装置２に出力すると共に、認識処理結果を認識処理装置２０から受取るものである。

以上の構成により、プリント基板ＰＡ、ＰＢへ電子部品を装着する装着運転動作について説明する。先ず、作業者がモニタ１５に表示されたタッチパネルスイッチ１６を押圧操作して、２列（２台）の基板搬送装置３Ａ、３Ｂを使用して、プリント基板ＰＡ、ＰＢを略同時（「互いに関係なく全く別個に」の意ではない）に搬送し、電子部品を装着し、搬出するように制御することを選択し、タッチパネルスイッチ１６の運転開始スイッチ部を操作すると装着運転が開始される。

即ち、このとき、ＣＰＵ１１は両プリント基板ＰＡ、ＰＢを１枚の大きさのプリント基板として処理するために、初めにプリント基板ＰＢの原点ＧＢを基準としてプリント基板ＰＡの座標を作成するので、作成されたプリント基板ＰＡの装着データは図５のようなものとなる。

次いで、１枚の大きさのプリント基板として処理すべく、しかも装着ヘッド４Ａ、４Ｂの往復移動回数を極力減らし、一方の装着ヘッド４Ａ（又は４Ｂ）がプリント基板ＰＡばかりか対応しないプリント基板ＰＢ上に電子部品を装着したり、他方の装着ヘッド４Ｂ（又は４Ａ）がプリント基板ＰＢばかりか対応しないプリント基板ＰＡ上に電子部品を装着することにより装着ヘッドの移動に係る時間を短縮できるように、最適化を図り、ＣＰＵ１１はプリント基板ＰＡ、ＰＢの各装着データに基づいて図６に示すような１つの装着データを作成し、ＲＡＭ１３に格納し、以後の電子部品の装着に際して、この作成された１つの装着データを使用する。この装着データを理解し易く、装着順データとして表すと、図７に示すものとなる。

以上に示す構成により、以下図７及び図８を参考にしつつ、電子部品の装着動作について説明する。先ず、プリント基板ＰＡ、ＰＢが上流側装置（図示せず）より受継がれて各基板搬送装置３Ａ、３Ｂの供給コンベア上にそれぞれ存在すると、この供給コンベア上のプリント基板ＰＡ、ＰＢを各位置決め部へ移動させる。

このとき、基板搬送方向における基準としての位置規制装置の位置決めピン（図示せず）に当該プリント基板ＰＡ、ＰＢが係止し、検出センサ１０Ａ、１０Ｂがプリント基板ＰＡ、ＰＢを検出すると搬送を停止して各位置決め部の所定位置まで到達させることとなる。そして、位置決め部の位置決め機構が作動して、プリント基板ＰＡ、ＰＢをそれぞれ位置決め固定する。

そして、各位置決め部に搬送されたプリント基板ＰＡ、ＰＢ上にＲＡＭ１３に格納された図６に示す１つの装着データに従い、装着ヘッド４Ａ、４Ｂの吸着ノズル５が装着すべき電子部品を所定の部品供給ユニット２から吸着して取出すこととなる。そして、図８に示すように、初めにプリント基板ＰＢの装着位置Ｂ１に装着ヘッド４Ｂのノズル番号Ｎ１の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品を装着し、次にプリント基板ＰＢの装着位置Ｂ２に装着ヘッド４Ｂのノズル番号Ｎ２の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品を装着し、その次にプリント基板ＰＡの装着位置Ａ１に装着ヘッド４Ｂのノズル番号Ｎ３の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品を装着するというように、順次装着する。４番目以降は装着位置だけ説明すると、Ａ２→Ａ３→Ａ４→Ａ６→Ａ５→Ｂ３→Ｂ４→Ｂ５→Ｂ６→Ｂ７（このＢ７以降は装着ヘッド４Ａの吸着ノズル５を使用）→Ｂ８→Ｂ９→Ａ７→Ａ８→Ａ９→Ａ１０→Ａ１１→Ａ１２→Ｂ１０という順序で、順次装着する。

この場合、電子部品の部品種に対応した装着ヘッド４Ａ、４Ｂの吸着ノズル５が対応する電子部品を収納する部品供給ユニット２上方に位置するよう移動するが、Ｙ方向はＹ軸モータ７により、Ｘ方向はＸ軸モータ８が駆動して装着ヘッド４Ａ、４Ｂが移動し、既に所定の供給ユニット２が部品吸着位置にて部品が取出し可能状態にあるため、上下軸モータ９が駆動して対応する前記吸着ノズル５が下降して電子部品を吸着して取出し、順次対応するする部品供給ユニット２上方に位置するよう移動して電子部品を吸着して取出す。その後、部品認識カメラ２１上方に吸着ノズル５が移動して、吸着保持された各電子部品を撮像し、部品認識処理部２０で認識処理し、その結果に基づき、装着ヘッド４Ａ、４Ｂを移動させ、吸着ノズル５が装着データの装着座標に部品認識結果を加味して位置ずれを補正しつつ、前述したように、それぞれ電子部品をプリント基板ＰＡ、ＰＢ上に装着する。

このようにして、次々に電子部品を装着して、全ての電子部品がプリント基板ＰＡ、ＰＢ上に装着されると、基板搬送装置３Ａ、３Ｂの位置決め部から排出コンベアにプリント基板ＰＡ、ＰＢが搬送される。

以上のように本発明は、２枚のプリント基板ＰＡ、ＰＢを１枚の大きさのプリント基板として扱って装着ヘッド４Ａ、４ＢをＣＰＵ１１が制御するようにしたから、一方の装着ヘッド４Ａ（又は４Ｂ）が一方のプリント基板ＰＡ（又はＰＢ）上にのみ電子部品を装着する場合に比して、一方の装着ヘッド４Ａ（又は４Ｂ）が一方のプリント基板ＰＡ（又はＰＢ）ばかりか他方のプリント基板ＰＢ（又はＰＡ）にも装着できるので、吸着ノズルを備えた装着ヘッドの部品供給ユニットとプリント基板との間の往復回数を極力減らしたり、装着ヘッドの移動距離を減らすことにより生産性の向上を図ることができる。

以上のように本発明の実施態様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種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

電子部品自動装着装置の平面図である。 制御ブロック図である。 プリント基板ＰＡの装着データを示す図である。 プリント基板ＰＢの装着データを示す図である。 プリント基板ＰＢの原点を基準にしたプリント基板ＰＡの装着データを示す図である。 プリント基板ＰＡ及びＰＢを１枚のプリント基板とした場合の装着データを示す図である。 装着データを理解し易く、装着順データとして表した表である。 両プリント基板の装着順序を表した図である。

符号の説明

１ 電子部品装着装置
２ 部品供給ユニット
３Ａ、３Ｂ 基板搬送装置
４Ａ、４Ｂ 装着ヘッド
５ 吸着ノズル
１１ ＣＰＵ
１３ ＲＡＭ
ＰＡ、ＰＢ プリント基板

Claims (2)

1. それぞれがプリント基板の搬送を行う２列の基板搬送装置と、前記プリント基板に装着する複数種類の電子部品を供給する部品供給装置と、この部品供給装置から供給される電子部品を取り出して前記プリント基板上に装着する装着ヘッドと、この装着ヘッドを電子部品の取り出し及びプリント基板への装着のために移動させるヘッド移動装置とを備えてなる電子部品装着装置であって、前記各プリント基板毎に電子部品をどの位置に装着するかの装着データを格納する記憶装置と、この記憶装置に格納された各装着データに基づいて前記２列の基板搬送装置のそれぞれにより搬送される２枚のプリント基板を１枚の大きさのプリント基板として最適化を図り装着データを作成する作成装置と、この作成装置により作成された装着データに基づいて前記装着ヘッドを制御する制御装置を設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
2. それぞれがプリント基板の搬送を行う２列の基板搬送装置に位置した前記プリント基板に装着する複数種類の電子部品を部品供給装置から供給し、この部品供給装置から供給される電子部品をヘッド移動装置により移動する装着ヘッドにより取り出し、プリント基板へ装着する電子部品装着方法であって、前記各プリント基板毎に電子部品をどの位置に装着するかの装着データを格納する記憶装置に格納された各装着データに基づいて前記２列の基板搬送装置のそれぞれにより搬送される２枚のプリント基板を１枚の大きさのプリント基板として最適化を図り装着データを作成し、作成された装着データに基づいて前記装着ヘッドを制御し部品供給装置から電子部品を取り出して前記プリント基板上に装着することを特徴とする電子部品装着方法。

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