JP4911099B2 - 部品実装機及び部品実装方法 - Google Patents

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Description

本発明は、部品供給部から供給される部品をピックアップした後、その部品をラインセンサカメラの撮像視野内を移動させ、ラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせてから基板位置決め部に位置決めされた基板に搭載させる部品実装機及び部品実装方法に関するものである。
部品実装機は、部品供給部より供給される部品をピックアップした後、その部品を基板位置決め部に位置決めされた基板に搭載させる部品搭載手段を備える。部品搭載手段は吸着ノズルにより部品を吸着してピックアップを行う搭載ヘッド及びこの搭載ヘッドの作動制御を行う制御装置から成り、部品搭載手段はピックアップした部品を基板に搭載させる前に、部品供給部と基板位置決め部の間に設置されたラインセンサカメラの撮像視野内を移動させてラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせ、搭載ヘッドに対する部品の位置ずれ等を求める。
部品搭載手段が部品をピックアップ位置から基板上の部品搭載位置に移動させるときの部品の移動経路(部品移動経路)としては、ラインセンサカメラによる画像認識時の部品の移動方向(画像読み取り方向)が互いに反対向きとなる2通りのものが考えられる。ラインセンサカメラでは通常、画像認識時における部品の移動方向をどちらの向きにもとることができるが、従来は搭載ヘッドの移動制御の簡単化等の理由から画像認識時の部品の移動方向を一の方向に限定しているものがあり、部品移動経路が必ずしも最短ではないために部品をピックアップ位置から基板上の部品搭載位置まで移動させるのに要する部品の移動時間が必要以上にかかる場合があった。また、画像認識時の部品の移動方向を一の方向に限定するのではなく、部品のピックアップが行われた場所に近い側から部品の移動を開始してラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせるようにしたものが知られている(特許文献1)。
特開平5−335792号公報
しかしながら、部品をピックアップ位置から基板上の部品搭載位置まで移動させるのに要する部品の移動時間(部品移動時間)は、部品のピックアップ位置と基板上の部品搭載位置の位置関係によっては、部品のピックアップが行われた場所に遠い側から部品の移動を開始した方が短くなる場合があり、部品のピックアップが行われた場所に近い側から部品の移動を開始することによって必ずしも部品移動時間を最短にすることができるとは限らなかった。
そこで本発明は、部品のピックアップ位置と基板上の部品搭載位置の位置関係によらず、部品移動時間を最短にすることができる部品実装機及び部品実装方法を提供することを目的とする。
請求項1に記載の部品実装機は、部品を供給する部品供給部、基板の位置決めを行う基板位置決め部、撮像視野内を移動された部品の画像認識を行うラインセンサカメラ及び部品供給部より供給される部品をピックアップした後、その部品をラインセンサカメラの撮像視野内を移動させ、ラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせてから基板に搭載させる部品搭載手段を備えた部品実装機であって、部品をピックアップ位置からラインセンサカメラの撮像視野内を経て基板上の部品搭載位置まで移動させる部品移動経路として、部品がラインセンサカメラの撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる2通りの部品移動経路を仮設定する部品移動経路仮設定部と、部品移動経路仮設定部により仮設定された2通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品をピックアップ位置から部品搭載位置まで移動させた場合に要する部品の移動時間を算出する部品移動時間算出部と、部品移動時間算出部において算出された2通りの部品移動経路についての部品の移動時間を比較し、2通りの部品移動経路のうち部品の移動時間が短い方の部品移動経路をその部品についての部品移動経路として設定する部品移動経路設定部とを備え、部品搭載手段は、部品移動経路設定部により設定された部品移動経路で部品を移動させて部品の画像認識及び部品の部品搭載位置への搭載を行う。
請求項2に記載の部品実装方法は、部品供給部より供給される部品をピックアップする部品ピックアップ工程と、部品ピックアップ工程でピックアップした部品をラインセンサカメラの撮像視野内を移動させ、ラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせる画像認識工程と、画像認識工程でラインセンサカメラに画像認識させた部品を基板位置決め部に位置決めされた基板に搭載させる部品搭載工程とを含む部品実装方法であって、画像認識工程を開始する前に、部品をピックアップ位置からラインセンサカメラの撮像視野内を経て基板上の部品搭載位置まで移動させる部品移動経路として、部品がラインセンサカメラの撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる2通りの部品移動経路を仮設定する部品移動経路仮設定工程と、部品移動経路仮設定工程において仮設定された2通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品をピックアップ位置から部品搭載位置まで移動させた場合に要する部品の移動時間を算出する部品移動時間算出工程と、部品移動時間算出工程において算出された2通りの部品移動経路についての部品の移動時間を比較し、2通りの部品移動経路のうち部品の移動時間が短い方の部品移動経路をその部品についての部品移動経路として設定する部品移動経路設定工程とを実行し、部品移動経路設定工程で設定された部品移動経路で部品を移動させて画像認識工程及び部品搭載工程を行う。
本発明では、ピックアップ位置からラインセンサカメラの撮像視野内を経て基板上の部品搭載位置まで移動させる部品移動経路に沿って部品を移動させるのに要する部品の移動時間を、部品がラインセンサカメラの撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる2通りの部品移動経路について算出し、その算出した2通りの部品移動経路のうち部品の移動時間が短い方の部品移動経路で部品を移動させるようになっている。このため、部品のピックアップ位置と基板上の部品搭載位置の位置関係によらず、部品をピックアップ位置から基板上の部品搭載位置まで移動させるのに要する部品の移動時間(部品移動時間)を最短にすることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の一実施の形態における部品実装機の斜視図、図2は本発明の一実施の形態における部品実装機の平面図、図3は本発明の一実施の形態における部品実装機の制御系統を示すブロック図、図4(a),(b)は本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路を示す図、図5(a),(b),(c)は本発明の一実施の形態における部品実装機の部品の移動方向と部品移動時間の関係を説明する説明図、図6(a),(b)は本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路を示す図、図7(a),(b)は本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路の拡大図、図8(a),(b)は本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路を示す図、図9(a),(b)は本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路の拡大図、図10(a),(b)及び図11(a),(b)は本発明の一実施の形態における部品実装
機が部品を移動させるときの部品移動経路ごとのタイムチャート、図12は本発明の一実施の形態における部品実装機が実行する部品実装手順の流れを示すフローチャートである。
図1及び図2において、部品実装機1はカバー部材2の内部の基台3上に基板Bを一定の水平方向(X軸方向)に搬送する搬送コンベア4を備えており、搬送コンベア4の上方には搬送コンベア4による基板Bの搬送方向(X軸方向)と水平面内で直交する方向(Y軸方向)に延びたY軸テーブル5が設けられている。Y軸テーブル5には2つのY軸スライダ6がY軸テーブル5に沿って(すなわちY軸方向に)移動自在に設けられており、各Y軸スライダ6にはX軸方向に延びたX軸テーブル7の一端が取り付けられている。各X軸テーブル7にはX軸テーブル7に沿って(すなわちX軸方向に)移動自在な移動ステージ8が設けられている。これら2つの移動ステージ8のそれぞれには複数の吸着ノズル9を備えた搭載ヘッド10が設けられている。
図1及び図2において、搬送コンベア4の側方領域には搭載ヘッド10に部品P(図1)を供給する複数の部品供給部としてのパーツフィーダ11がX軸方向に並んで設けられている。各搭載ヘッド10には撮像視野を下方に向けた基板カメラ12が設けられており、基台3上には撮像視野を上方に向けた部品カメラ13が設けられている。
図3において、部品実装機1には、搬送コンベア4を駆動する搬送コンベア駆動モータ14a、各Y軸スライダ6をY軸テーブル5に沿って移動させるY軸スライダ移動機構14b、各移動ステージ8をX軸テーブル7に沿って移動させる移動ステージ移動機構14c及び各吸着ノズル9を個別に昇降及び上下軸(Z軸)回りの回転を行わせ、また各吸着ノズル9に部品Pの吸着動作を行わせるノズル駆動機構14dが備えられている。
これら搬送コンベア駆動モータ14a、Y軸スライダ移動機構14b、移動ステージ移動機構14c及びノズル駆動機構14dは部品実装機1に備えられた制御装置15(図3)によって作動制御がなされ、搬送コンベア4による基板Bの搬送及び位置決め制御や、搭載ヘッド10の移動制御並びに各吸着ノズル9の昇降及び部品Pの吸着制御等が行われる。なお、本実施の形態における部品実装機1では、基板Bは搬送コンベア4によって図1及び図2に示す矢印Aの方向に搬送される。
図3において、基板カメラ12及び部品カメラ13は制御装置15によってその作動制御がなされ、基板カメラ12及び部品カメラ13からの撮像結果は制御装置15に入力される。部品カメラ13はラインセンサカメラから成り、撮像視野内を通過する物体の画像認識を行う。
図4(a),(b)において、搭載ヘッド10は複数のパーツフィーダ11の部品供給口11aのひとつをピックアップ位置Rとして部品Pをピックアップし、そのピックアップした部品Pを搬送コンベア4により位置決めされた基板B上の部品搭載位置S(この部品搭載位置Sは部品Pごとに定められる)に搭載するが、この部品Pをピックアップ位置Rから部品搭載位置Sまで移動させる途中において、部品Pが部品カメラ13の撮像視野内をX軸方向に通過するように搭載ヘッド10を移動させ、部品カメラ13に部品Pの画像認識を行わせる。
部品カメラ13による部品Pの画像認識は、部品カメラ13の上方領域を間に挟んでX軸方向に対向するように空間上に配置されたJ地点とK地点の間を移動させることによって行う(図4(a),(b))。このとき部品Pを移動させる方向(画像読み取り方向)はJ→Kの方向(図4(a))であってもよいし、K→Jの方向(図4(b))であってもよい。本実施の形態では、搬送コンベア4による基板Bの搬送方向を基準とした場合の
下流側にJ地点があり、上流側にK地点があるものとしている。
上記のことから、ピックアップ位置Rよりピックアップした部品Pを部品カメラ13に画像認識させたうえで基板B上の部品搭載位置Sに搭載させるときの部品Pの移動経路(以下、部品移動経路と称する)としては、部品Pが部品カメラ13の撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる2つの部品移動経路が考えられる。これら2通りの部品移動経路のひとつは部品Pを(R→J→K→S)と進行させる第1の部品移動経路であり(図4(a))、他のひとつは部品Pを(R→K→J→S)と進行させる第2の部品移動経路である(図4(b))。
制御装置15に繋がる記憶部16(図3)には、部品Pごとのピックアップ位置Rと部品搭載位置Sのデータが記憶されており、制御装置15は或る部品Pについての基板Bへの搭載を行おうとするときには、記憶部16に記憶されたその部品Pのピックアップ位置Rのデータと基板B上の部品搭載位置Sのデータを読み出したうえで、部品Pをピックアップ位置Rから部品カメラ13の撮像視野内を経て基板B上の部品搭載位置Sまで移動させる部品移動経路として、上記の2つの部品移動経路(第1の部品移動経路及び第2の部品移動経路)の仮設定を行う。
制御装置15は、上記のようにして部品Pが部品カメラ13の撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる2通りの部品移動経路(第1の部品移動経路及び第2の部品移動経路)の仮設定を行ったら、次いで、その仮設定を行った2通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品Pをピックアップ位置Rから部品搭載位置Sまで移動させた場合に要する部品Pの移動時間(以下、部品移動時間と称する)を算出する。そして、その算出した2通りの部品移動経路についての部品移動時間を比較し、部品移動時間が短い方の部品移動経路をその部品Pについての部品移動経路として設定し、その設定した部品移動経路で部品Pを移動させて、部品Pの部品カメラ13による画像認識及び部品搭載位置Sへの搭載を行う。
このように、部品Pをピックアップ位置Rから移動させる前に、部品カメラ13の撮像視野内を通過する向きが互いに反対となる2つの部品移動経路(第1の部品移動経路と第2の部品移動経路)を仮設定し、それぞれの部品移動経路に沿って部品Pを移動させた場合に要する部品移動時間を求めて比較するようにしているのは、これら2通りの部品移動経路についての部品移動時間のうちどちらが短くなるかは部品Pのピックアップ位置Rと基板B上の部品搭載位置Sの位置関係によって異なるからである。
本実施の形態における部品実装機1では、X軸テーブル7のX軸方向への移動とY軸テーブル5のY軸方向への移動とを組み合わせることによって、搭載ヘッド10、すなわち部品PをX軸及びY軸のいずれにも平行でない斜めの方向へ移動させることができるが、或る地点(第1の地点)から斜めの方向に位置する他の地点(第2の地点)へ部品Pを移動させる場合、その移動に要する時間は第1の地点と第2の地点の間のX軸方向移動距離を部品Pが(X軸テーブル7が)単独で移動した場合に要する時間と、Y軸方向移動距離を部品Pが(Y軸テーブル5が)単独で移動した場合に要する時間のうち、値の大きいほうの時間となる。
例えば、図5(a),(b),(c)に示すように、部品Pを第1の地点Mから第2の地点Nへ移動させる場合であって(図5中に破線で示す格子1マスは1辺の長さがmの正方形であるとする)、X軸テーブル7がX軸方向へ単独で移動するときの速度とY軸テーブル5がY軸方向へ単独で移動するときの速度は、ともに単位時間t当たり距離mだけ移動できる速度であるとすると、図5(a)ではX軸方向移動距離とY軸方向移動距離はともに(7×m)であるので部品移動時間は(7×t)となり、図5(b)ではX軸方向移
動距離は(4×m)、Y軸方向移動距離は(7×m)であるので部品移動時間は(7×t)となり、図5(c)ではX軸方向移動距離は(7×m)、Y軸方向移動距離は(5×m)であるので部品移動時間は(7×t)となる。すなわち図5(a)、図5(b)、図5(c)のいずれの場合も部品移動時間は(7×t)となる。
なお、図5(a)の場合には、部品PはX軸方向及びY軸方向へそれぞれ等速で移動し、部品Pは時間(7×t)をかけてX軸方向とY軸方向のそれぞれに移動距離(7×m)を移動するが、図5(b)の場合には、部品Pは時間(7×t)をかけてY軸方向に移動距離(7×m)を移動する間にX軸方向へは移動距離(4×m)しか移動しないため、X軸方向への移動速度はY軸方向への移動速度よりも小さく設定される。これにより部品PのX軸方向への移動終了とY軸方向への移動終了を同時とすることができ、部品Pを第1の地点Mから第2の地点Nへ一直線状に移動させることができる。また、図5(c)の場合には、部品Pは時間(7×t)をかけてX軸方向へ移動距離(7×m)を移動する間にY軸方向へは移動距離(5×m)しか移動しないため、Y軸方向への移動速度はX軸方向への移動速度よりも小さく設定される。この場合も部品PのX軸方向への移動終了とY軸方向への移動終了を同時とすることができ、部品Pを第1の地点Mから第2の地点Nへ一直線状に移動させることができる。
図6(a),(b)及び図7(a),(b)は、或るピックアップ位置Rから或る部品搭載位置S1へ部品Pを移動させる場合(第1の場合とする)に仮設定される2通りの部品移動経路を示したものである。図6(a)は第1の場合の第1の部品移動経路(R→J→K→S1)を示すものであり、図7(a)は図6(a)の部品移動経路の拡大図である。また、図6(b)は第1の場合の第2の部品移動経路(R→K→J→S1)を示すものであり、図7(b)は図6(b)の部品移動経路の拡大図である。
また、図8(a),(b)及び図9(a),(b)は、図6(a),(b)と同じピックアップ位置Rから図6(a),(b)の部品搭載位置S1とは異なる部品搭載位置S2へ部品Pを移動させる場合(第2の場合とする)に仮設定される2通りの部品移動経路を示したものである。図8(a)は第2の場合の第1の部品移動経路(R→J→K→S2)を示すものであり、図9(a)は図8(a)の部品移動経路の拡大図である。また、図8(b)は第2の場合の第2の部品移動経路(R→K→J→S2)を示すものであり、図9(b)は図8(b)の部品移動経路の拡大図である。
ここで、図7(a),(b)及び図9(a),(b)において、破線で示す格子1マスは1辺の長さがmの正方形であるとする。また、X軸テーブル7がX軸方向へ単独で移動するときの速度とY軸テーブル5がY軸方向へ単独で移動するときの速度は、ともに単位時間t当たり距離mだけ移動できる速度であるとする。
図10(a)は、上記第1の場合において、部品Pを第1の部品移動経路でピックアップ位置Rから部品搭載位置S1まで移動させたとき(図6(a)及び図7(a))のタイムチャートであり、図10(b)は、上記第1の場合において、部品Pを第2の部品移動経路でピックアップ位置Rから部品搭載位置S1まで移動させたとき(図6(b)及び図7(b))のタイムチャートである。また、図11(a)は、上記第2の場合において、部品Pを第1の部品移動経路でピックアップ位置Rから部品搭載位置S2まで移動させたとき(図8(a)及び図9(a))のタイムチャートであり、図11(b)は、上記第2の場合において、部品Pを第2の部品移動経路でピックアップ位置Rから部品搭載位置S2まで移動させたとき(図8(b)及び図9(b))のタイムチャートである。これらの図において、上段は部品PのX軸方向の移動に関するタイムチャートであり、横軸が時間、縦軸がX軸方向の移動速度Vxである。また、下段は部品PのY軸方向の移動に関するタイムチャートであり、横軸が時間、縦軸がY軸方向の移動速度Vyである。
図10(a)のタイムチャートに示すように、第1の場合において、部品Pを第1の部品移動経路で移動させた場合(図6(a)及び図7(a))には、R→Jの移動過程では+X軸方向に(1×m)、+Y軸方向に(5×m)移動するのに時間(5×t)を要し、J→Kの移動過程では−X軸方向に(7×m)、+Y軸方向に(0×m)移動するのに時間(7×t)を要し、K→S1の移動過程では+X軸方向に(4×m)、+Y軸方向に(5×m)移動するのに時間(5×t)を要するので、計(17×t)の時間を要する。
一方、図10(b)のタイムチャートに示すように、第1の場合において、部品Pを第2の部品移動経路で移動させた場合(図6(b)及び図7(b))には、R→Kの移動過程では−X軸方向に(6×m)、+Y軸方向に(5×m)移動するのに時間(6×t)を要し、K→Jの移動過程では+X軸方向(7×m)、+Y軸方向に(0×m)移動するのに時間(7×t)を要し、J→S1の移動過程では−X軸方向に(3×m)、+Y軸方向に(5×m)移動するのに時間(5×t)を要するので、計(18×t)の時間を要する。よって第1の場合(図6(a),(b)及び図7(a),(b))には、部品Pを第1の部品移動経路で移動させた方が部品Pの部品移動時間を短くできることになる。
また、図11(a)のタイムチャートに示すように、第2の場合において、部品Pを第1の部品移動経路で移動させた場合(図8(a)及び図9(a))には、R→Jの移動過程では+X軸方向に(1×m)、+Y軸方向に(5×m)移動するのに時間(5×t)を要し、J→Kの移動過程では−X軸方向に(7×m)、+Y軸方向に(0×m)移動するのに時間(7×t)を要し、K→S2の移動過程では+X軸方向に(9×m)、+Y軸方向に(5×m)移動するのに時間(9×t)を要するので、計(21×t)の時間を要する。
一方、図11(b)のタイムチャートに示すように、第2の場合において、部品Pを第2の部品移動経路で移動させた場合(図8(b)及び図9(b))には、R→Kの移動過程では−X軸方向に(6×m)、+Y軸方向に(5×m)移動するのに時間(6×t)を要し、K→Jの移動過程では+X軸方向に(7×m)、+Y軸方向に(0×m)移動するのに時間(7×t)を要し、J→S2の移動過程では、+X軸方向に(2×m)、+Y軸方向に(5×m)移動するのに時間(5×t)を要するので、計(18×t)の時間を要する。よって第2の場合(図8(a),(b)及び図9(a),(b))には、部品Pを第2の部品移動経路で移動させた方が部品Pの部品移動時間を短くすることができることになる。
このように、仮設定した2通りの部品移動経路についての部品移動時間のうちどちらが短くなるかは部品Pのピックアップ位置Rと部品搭載位置S(S1,S2)の位置関係によって異なる。
なお、部品PをX軸方向又はY軸方向に移動させる場合において、静止状態から移動を開始するときと、移動状態から停止するときには速度変化があるので、単位時間t当たりに距離mだけ移動できると仮定した場合に、距離mがn倍になったからといってその距離を移動するのに要する時間tが単純にn倍になるというわけではないが、第1の部品移動経路で部品Pを移動させた場合の部品移動時間と第2の部品移動経路で部品Pを移動させた場合の部品移動時間が部品Pのピックアップ位置Rと部品搭載位置Sの位置関係によって異なる場合があることを示すうえでは、上記速度変化を考慮した厳密な計算を行う必要はない。
次に、図12のフローチャートを用いて制御装置15が搭載ヘッド10を作動させて部品Pを基板Bに搭載する部品実装手順の流れを説明する。ここで示す部品実装手順の流れ
は、本発明の一実施の形態における部品実装方法の実行手順を含んだものとなっている。
部品実装において、制御装置15は先ず、搬送コンベア4を駆動してこれから部品Pを搭載しようとする基板Bを部品実装機1内に搬入し(図12におけるステップST1)、その基板Bを所定位置に位置決めする(ステップST2)。このステップST2では、制御装置15は、搭載ヘッド10を基板Bの上方に移動させ、搭載ヘッド10に設けられた基板カメラ12に基板Bの位置決めマーク(図示せず)の認識(撮像)を行わせて、基板Bの基準位置からの位置ずれを求める。
ステップST2が終了したら、制御装置15はこれから基板Bに搭載しようとする部品Pのピックアップ位置Rと基板B上の部品搭載位置Sのデータの読み出しを行う(ステップST3)。そして、その読み出した部品Pのピックアップ位置Rに搭載ヘッド10を移動させ(ステップST4)、そのピックアップ位置Rにおいてパーツフィーダ11より供給された部品Pを搭載ヘッド10の吸着ノズル9にピックアップ(吸着)させる(ステップST5)。
また制御装置15は、上記のステップST4及びステップST5を実行している間に前述の部品移動経路の設定を行う(ステップST6〜ステップST8)。
これには先ず、部品移動経路仮設定部としての制御装置15が、ステップST3で読み出したピックアップ位置Rと部品搭載位置Sのデータに基づいて、部品Pをピックアップ位置Rから部品カメラ13の撮像視野内を経て基板B上の部品搭載位置Sまで移動させる部品移動経路として、部品Pが部品カメラ13の撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる2通りの部品移動経路(第1の部品移動経路及び第2の部品移動経路)を仮設定する(ステップST6)。
ステップST6において2通りの部品移動経路を仮設定したら、部品移動時間算出部としての制御装置15が、ステップST6で仮設定した2通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品Pをピックアップ位置Rから部品搭載位置Sまで移動させた場合に要する部品移動時間を算出する(ステップST7)。
ステップST7において2通りの部品移動経路についての部品移動時間を算出したら、部品移動経路設定部としての制御装置15が、ステップST7で算出した2通りの部品移動経路についての部品移動時間を比較し、部品移動時間が短い方の部品移動経路をその部品Pの部品移動経路として設定する(ステップST8)。
制御装置15は、上記ステップST6〜ステップST8において部品移動経路を設定したら、その設定した部品移動経路で、ステップST5においてピックアップした部品Pを移動させるため、部品Pを画像認識開始位置(J地点又はK地点)へ移動させる(ステップST9)。そして、そこから部品Pを画像認識終了位置(K地点又はJ地点)まで移動させて、部品カメラ13に部品Pの画像認識を行わせる(ステップST10)。制御装置15は、この部品カメラ13による部品Pの画像認識結果に基づいて、部品Pの吸着ノズル9に対する位置ずれを求める。
制御装置15は、ステップST10が終了したら、部品Pを部品搭載位置Sへ移動させる(ステップST11)。そして、ステップST2で求めた基板Bの基準位置からの位置ずれと、ステップST10で求めた部品Pの吸着ノズル9に対する位置ずれが修正されるように部品Pの位置補正を行いつつ、部品搭載位置Sに搭載させる(ステップST12)。
ステップST12が終了したら、制御装置15は、基板Bに搭載すべき部品Pの搭載が全て終了したかどうかの判断を行い(ステップST13)、その結果、基板Bに搭載すべき部品Pの搭載が全て終了していなかった場合にはステップST3に戻ってまだ基板Bに搭載していない部品Pの基板Bへの搭載を実行し、基板Bに搭載すべき部品Pの搭載が全て終了していた場合には、搬送コンベア4を駆動して部品実装機1から基板Bを搬出する(ステップST14)。
これまで説明してきたように、本実施の形態における部品実装機1は、部品Pを供給する部品供給部としてのパーツフィーダ11、基板Bの位置決めを行う基板位置決め部としての搬送コンベア4、撮像視野内を移動された部品Pの画像認識を行うラインセンサカメラとしての部品カメラ13及びパーツフィーダ11より供給される部品Pをピックアップした後、その部品Pを部品カメラ13の撮像視野内を移動させ、部品カメラ13に部品Pの画像認識を行わせてから基板Bに搭載させる部品搭載手段(搭載ヘッド10及びその制御手段である制御装置15)を備えたものであり、部品Pをピックアップ位置Rから部品カメラ13の撮像視野内を経て基板B上の部品搭載位置Sまで移動させる部品移動経路として、部品Pが部品カメラ13の撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる2通りの部品移動経路(第1の部品移動経路及び第2の部品移動経路)を仮設定する部品移動経路仮設定部(制御装置15)と、部品移動経路仮設定部により仮設定された2通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品Pをピックアップ位置Rから部品搭載位置Sまで移動させた場合に要する部品の移動時間を算出する部品移動時間算出部(制御装置15)と、部品移動時間算出部において算出された2通りの部品移動経路についての部品Pの移動時間を比較し、部品Pの移動時間が短い方の部品移動経路をその部品Pについての部品移動経路として設定する部品移動経路設定部(制御装置15)とを備え、部品搭載手段は、部品移動経路設定部により設定された部品移動経路で部品Pを移動させて部品Pの画像認識及び部品Pの部品搭載位置Sへの搭載を行うようになっている。
また、本実施の形態における部品実装方法は、部品供給部としてのパーツフィーダ11より供給される部品Pをピックアップする部品ピックアップ工程(ステップST5)、部品ピックアップ工程でピックアップした部品Pを部品カメラ13の撮像視野内を移動させ、部品カメラ13に部品Pの画像認識を行わせる画像認識工程(ステップST10)及び画像認識工程で部品カメラ13に画像認識させた部品Pを基板位置決め部としての搬送コンベア4に位置決めされた基板Bに搭載させる部品搭載工程(ステップST12)を含むものにおいて、画像認識工程を開始する前に、部品Pをピックアップ位置Rから部品カメラ13の撮像視野内を経て基板B上の部品搭載位置Sまで移動させる部品移動経路として、部品Pが部品カメラ13の撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる2通りの部品移動経路を仮設定する部品移動経路仮設定工程(ステップST6)と、部品移動経路仮設定工程において仮設定された2通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品Pをピックアップ位置Rから部品搭載位置Sまで移動させた場合に要する部品の移動時間を算出する部品移動時間算出工程(ステップST7)と、部品移動時間算出工程において算出された2通りの部品移動経路についての部品Pの移動時間を比較し、部品Pの移動時間が短い方の部品移動経路をその部品Pについての部品移動経路として設定する部品移動経路設定工程(ステップST8)とを実行し、部品移動経路設定工程で設定された部品移動経路で部品Pを移動させて画像認識工程及び部品搭載工程を行うようになっている。
このように、本実施の形態における部品実装機1及び部品実装方法では、部品Pをピックアップ位置Rから部品カメラ13の撮像視野内を経て基板B上の部品搭載位置Sまで移動させる部品移動経路に沿って部品Pを移動させるのに要する部品の移動時間を、部品Pが部品カメラ13の撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる2通り
の部品移動経路について算出し、その算出した2通りの部品移動経路のうち部品Pの移動時間が短い方の部品移動経路で部品Pを移動させるようになっている。このため、部品Pのピックアップ位置Rと基板B上の部品搭載位置Sの位置関係によらず、部品Pをピックアップ位置Rから基板B上の部品搭載位置Sまで移動させるのに要する部品Pの移動時間(部品移動時間)を最短にすることができる。
なお、上述の実施の形態では、或る地点(第1の地点M)から斜めの方向に位置する他の地点(第2の地点N)へ部品Pを移動させる場合、X軸方向への移動速度とY軸方向への移動速度のうち、一方の速度を他方の速度よりも小さくすることによって部品PのX軸方向への移動終了とY軸方向への移動終了を同時とし、部品Pが両地点を一直線状に移動するようにしていたが、部品Pを両地点間で一直線状に移動させる必要がないのであれば、X軸方向への移動速度とY軸方向への移動速度はともに任意の値に設定することができる。この場合、一の方向への移動が他の方向への移動よりも先に終了する(その後部品PはX軸に沿った方向若しくはY軸に沿った方向に直線移動することになる)が、両地点間における部品Pの移動時間は部品Pが両地点間のX軸方向移動距離をX軸方向に単独で移動した場合に要する時間と、Y軸方向移動距離をY軸方向に単独で移動した場合に要する時間のうち、値の大きいほうの時間となることに変わりはない。すなわち、X軸方向への移動速度とY軸方向への移動速度が互いにどのような関係になっているかは、本発明の適用の可否に影響を与えるものではない。
これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、部品移動経路の設定工程(ステップST6〜ステップST8)はピックアップ位置と部品搭載位置の読み出し工程(ステップST3)の後に部品ピックアップ工程(ステップST5)と並行して行うようになっていたが、部品移動経路の設定工程は画像認識工程(ステップST10)を開始する前であればいつでもよい。
また、部品移動経路は、部品のピックアップ位置と部品搭載位置が分かっていれば事前に計算によって求めることができるので、部品移動経路を部品Pごとに予め算出して記憶部に記憶させておき、部品のピックアップ位置と部品搭載位置の読み出しを行う際(ステップST3)に、その部品の部品移動経路も併せて読み出すようにしてもよい。
部品のピックアップ位置と基板上の部品搭載位置の位置関係によらず、部品移動時間を最短にすることができる部品実装機及び部品実装方法を提供する。
本発明の一実施の形態における部品実装機の斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装機の平面図 本発明の一実施の形態における部品実装機の制御系統を示すブロック図 (a)(b)本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路を示す図 (a)(b)(c)本発明の一実施の形態における部品実装機の部品の移動方向と部品移動時間の関係を説明する説明図 (a)(b)本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路を示す図 (a)(b)本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路の拡大図 (a)(b)本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路を示す図 (a)(b)本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路の拡大図 (a)(b)本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路ごとのタイムチャート (a)(b)本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路ごとのタイムチャート 本発明の一実施の形態における部品実装機が実行する部品実装手順の流れを示すフローチャート
符号の説明
1 部品実装機
4 搬送コンベア(基板位置決め部)
10 搭載ヘッド(部品搭載手段)
11 パーツフィーダ(部品供給部)
13 部品カメラ(ラインセンサカメラ)
15 制御装置(部品搭載手段、部品移動経路仮設定部、部品移動時間算出部、部品移動経路設定部)
P 部品
B 基板
R ピックアップ位置
S 部品搭載位置

Claims (2)

  1. 部品を供給する部品供給部、基板の位置決めを行う基板位置決め部、撮像視野内を移動された部品の画像認識を行うラインセンサカメラ及び部品供給部より供給される部品をピックアップした後、その部品をラインセンサカメラの撮像視野内を移動させ、ラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせてから基板に搭載させる部品搭載手段を備えた部品実装機であって、部品をピックアップ位置からラインセンサカメラの撮像視野内を経て基板上の部品搭載位置まで移動させる部品移動経路として、部品がラインセンサカメラの撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる2通りの部品移動経路を仮設定する部品移動経路仮設定部と、部品移動経路仮設定部により仮設定された2通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品をピックアップ位置から部品搭載位置まで移動させた場合に要する部品の移動時間を算出する部品移動時間算出部と、部品移動時間算出部において算出された2通りの部品移動経路についての部品の移動時間を比較し、2通りの部品移動経路のうち部品の移動時間が短い方の部品移動経路をその部品についての部品移動経路として設定する部品移動経路設定部とを備え、部品搭載手段は、部品移動経路設定部により設定された部品移動経路で部品を移動させて部品の画像認識及び部品の部品搭載位置への搭載を行うことを特徴とする部品実装機。
  2. 部品供給部より供給される部品をピックアップする部品ピックアップ工程と、部品ピックアップ工程でピックアップした部品をラインセンサカメラの撮像視野内を移動させ、ラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせる画像認識工程と、画像認識工程でラインセンサカメラに画像認識させた部品を基板位置決め部に位置決めされた基板に搭載させる部品搭載工程とを含む部品実装方法であって、画像認識工程を開始する前に、部品をピックアップ位置からラインセンサカメラの撮像視野内を経て基板上の部品搭載位置まで移動させる部品移動経路として、部品がラインセンサカメラの撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる2通りの部品移動経路を仮設定する部品移動経路仮設定工程と、部品移動経路仮設定工程において仮設定された2通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品をピックアップ位置から部品搭載位置まで移動させた場合に要する部品の移動時間を算出する部品移動時間算出工程と、部品移動時間算出工程において算出された2通りの部品移動経路についての部品の移動時間を比較し、2通りの部品移動経路のうち部品の移動時間が短い方の部品移動経路をその部品についての部品移動経路として設定する部品移動経路設定工程とを実行し、部品移動経路設定工程で設定された部品移動経路で部品を移動させて画像認識工程及び部品搭載工程を行うことを特徴とする部品実装方法。
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