JP4952692B2 - Electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。 The present invention relates to an electronic component mounting apparatus and an electronic component mounting method for mounting an electronic component on a substrate.
実装基板を製造する部品実装ラインに用いられる電子部品実装装置においては、テープフィーダなどのパーツフィーダから搭載ヘッドによって電子部品を取り出して基板に移送搭載する部品搭載動作が反復実行される。近年実装効率の向上の要請から、搭載ヘッドに電子部品を吸着保持する吸着ノズルを複数備え、搭載ヘッドが部品供給部と基板との間を1往復する1実装ターン動作において複数の電子部品を同時に移送搭載する方法が用いられるようになっている。この方法においては、部品供給部におけるパーツフィーダの配列ピッチと搭載ヘッドにおける吸着ノズルの装着ピッチを一致させることにより、搭載ヘッドをパーツフィーダに対して昇降させて電子部品を取り出す一回の部品取出し動作において、複数の吸着ノズルによって複数の電子部品を一括して吸着保持するようにしている(特許文献1参照)。
近年電子機器の小型化の進展に伴い基板に実装される電子部品のサイズも小型化して、電子部品実装装置において1mm以下のサイズの微小部品を対象とするようになっている。このような微小部品を取り出す際には吸着ノズルと電子部品の高度な位置合わせ精度が必要とされる。このため上述の複数部品の同時吸着を安定して行うためには、複数の吸着ノズルをそれぞれの吸着対象の電子部品に対して許容精度範囲内に正しく位置合わせする必要がある。 In recent years, with the progress of miniaturization of electronic devices, the size of electronic components mounted on a substrate has also been reduced, and in electronic component mounting apparatuses, minute components having a size of 1 mm or less are targeted. When taking out such a micro component, a high positioning accuracy between the suction nozzle and the electronic component is required. For this reason, in order to stably perform the simultaneous suction of the plurality of components described above, it is necessary to correctly align the plurality of suction nozzles with respect to the respective electronic components to be suctioned within an allowable accuracy range.
ところが、部品供給部におけるテープフィーダなどのパーツフィーダは品種切り替えなどによって配置換えが行われることから、部品供給部に設けられたフィーダベースへの着脱に伴って幾分かの配列ピッチの誤差が生じることは避けられない。またテープフィーダを用いる場合には、各テープフィーダには固有の部品送り位置の誤差が存在し、テープフィーダ自体が正しく装着されていても、部品送り動作によって送られた電子部品は常に正しい位置に停止するとは限らない。このため、複数部品の同時取出しを目的とする位置合わせを行う際には、部品供給部における部品位置のばらつき状態によっては、正常な吸着動作を行うための位置ずれの許容範囲内に吸着ノズルを位置させることができず、複数部品の同時取出しが実際に行えない事態がしばしば発生する。このように、従来の電子部品実装装置および電子部品実装方法においては、部品供給部における部品位置のばらつきによって、複数部品同時取出しの適用範囲が制約され、実装効率の低下を招く場合があった。 However, since part feeders such as tape feeders in the component supply unit are rearranged by changing the product type, some arrangement pitch errors occur due to attachment / detachment to the feeder base provided in the component supply unit. It is inevitable. Also, when using a tape feeder, each tape feeder has its own component feed position error, and even if the tape feeder itself is correctly installed, the electronic components sent by the component feed operation are always in the correct position. It does not necessarily stop. For this reason, when performing alignment for the purpose of simultaneously taking out multiple components, depending on the component position variation state in the component supply unit, the suction nozzle must be within an allowable range of misalignment for normal suction operation. There are often situations in which it is not possible to position and multiple parts cannot be picked up simultaneously. As described above, in the conventional electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method, the application range of the simultaneous multiple component extraction is restricted due to the variation in the component positions in the component supply unit, which may lead to a decrease in mounting efficiency.
そこで本発明は、複数部品同時取出しの適用範囲を拡大して実装効率を向上させることができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electronic component mounting apparatus and an electronic component mounting method capable of improving the mounting efficiency by expanding the application range of simultaneous extraction of a plurality of components.
本発明の電子部品実装装置は、部品供給部から搭載ヘッドによって電子部品を取り出して基板保持部に保持された基板に実装する電子部品実装装置であって、前記部品供給部に所定のフィーダ配列ピッチで並列に配置され前記搭載ヘッドによる取り出し位置に前記電子部品を供給する複数のパーツフィーダと、前記搭載ヘッドに前記フィーダ配列ピッチに対応したノズル装着ピッチで装着され前記電子部品を吸着保持する複数の吸着ノズルと、前記搭載ヘッドを前記部品供給部と前記基板保持部との間で移動させる搭載ヘッド移動機構と、前記取り出し位置を撮像して認識することにより前記取り出し位置における実際の取り出し位置の正規位置に対する誤差を示す位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、前記位置ずれ検出手段の検出結果および前記電子部品の種類毎に予め設定された位置ずれ許容値に基づき算出された位置補正パラメータにしたがって前記搭載ヘッド移動機構を制御することにより、前記複数の吸着ノズルによって前記複数のパーツフィーダに保持された複数の電子部品を同時に取り出す複数部品同時取り出し動作を前記搭載ヘッドに実行させる取出し動作制御部とを備え、前記取り出し動作制御部は、前記複数のパーツフィーダのそれぞれについて位置ずれ検出を複数回実行することにより検出された複数の前記位置ずれ量を個別に統計処理した複数の個別位置ずれ統計値を算出し、前記複数の個別位置ずれ統計値をそれぞれ当該取り出し動作において対象となる電子部品の種類に対応した前記位置ずれ許容値と比較することにより、前記位置ずれ許容値の範囲外にある個別位置ずれ統計値の有無を判断し、少なくとも1つの個別位置ずれ統計値が前記位置ずれ許容値の範囲外にある場合には、当該個別位置ずれ統計値が前記位置ずれ許容値の範囲内となるように前記位置補正パラメータを算出し、前記位置ずれ許容値の範囲内とすることができない個別位置ずれ統計値が存在する場合には、当該個別位置ずれ統計値を棄却して前記位置補正パラメータを算出し、残余の個別位置ずれ統計値に対応する電子部品を対象として複数部品同時取り出し動作を実行させ、さらに前記個別位置ずれ統計値は、当該パーツフィーダでの位置ずれ量の分布における正常ばらつき範囲の上限値または下限値である。 An electronic component mounting apparatus according to the present invention is an electronic component mounting apparatus that takes out an electronic component from a component supply unit by a mounting head and mounts the electronic component on a substrate held by a substrate holding unit, and has a predetermined feeder arrangement pitch in the component supply unit. A plurality of parts feeders arranged in parallel to supply the electronic components to the pick-up position by the mounting head, and a plurality of parts feeders mounted on the mounting head at a nozzle mounting pitch corresponding to the feeder arrangement pitch A suction head, a mounting head moving mechanism for moving the mounting head between the component supply unit and the substrate holding unit, and normalization of an actual extraction position at the extraction position by imaging and recognizing the extraction position A positional deviation detecting means for detecting a positional deviation amount indicating an error with respect to the position; and a detection result of the positional deviation detecting means. And by holding the plurality of suction nozzles to the plurality of parts feeders by controlling the mounting head moving mechanism in accordance with a position correction parameter calculated based on a positional deviation allowable value set in advance for each type of electronic component. A take-out operation control unit that causes the mounting head to simultaneously take out a plurality of electronic components that have been taken out at the same time, and the take-out operation control unit performs misalignment detection a plurality of times for each of the plurality of parts feeders. A plurality of individual positional deviation statistical values obtained by statistically processing the plurality of positional deviation amounts detected by execution are calculated, and each of the plurality of individual positional deviation statistical values is calculated for each electronic component that is a target in the extraction operation. By comparing with the allowable displacement value corresponding to the type, the allowable displacement value The presence / absence of an individual positional deviation statistic value outside the range is determined, and if at least one individual positional deviation statistic value is outside the range of the positional deviation allowable value, the individual positional deviation statistical value is determined to be the positional deviation allowable value. The position correction parameter is calculated so that it falls within the range, and if there is an individual positional deviation statistical value that cannot be within the range of the positional deviation allowable value, the individual positional deviation statistical value is rejected. The position correction parameter is calculated, and a multiple component simultaneous extraction operation is performed on an electronic component corresponding to the remaining individual positional deviation statistical value. Further, the individual positional deviation statistical value is a value of a positional deviation amount in the part feeder. It is the upper limit or lower limit of the normal variation range in the distribution .
本発明の電子部品実装方法は、部品供給部に所定のフィーダ配列ピッチで並列に配置され搭載ヘッドによる取り出し位置に前記電子部品を供給する複数のパーツフィーダと、前記搭載ヘッドに前記フィーダ配列ピッチに対応したノズル装着ピッチで装着され前記電子部品を吸着保持する複数の吸着ノズルと、前記搭載ヘッドを前記部品供給部と前記基板を保持する基板保持部との間で移動させる搭載ヘッド移動機構と、前記取り出し位置を撮像して認識することにより前記取り出し位置における実際の取り出し位置の正規位置に対する誤差を示す位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段とを備えた電子部品実装装置によって、前記部品供給部から搭載ヘッドによって電子部品を取り出して前記基板保持部に保持された基板に実装する電子部品実装方法であって、前記位置ずれ検出手段の検出結果および前記電子部品の種類毎に予め設定された位置ずれ許容値に基づき算出された位置補正パラメータにしたがって前記搭載ヘッド移動機構を制御することにより、前記複数の吸着ノズルによって前記複数のパーツフィーダに保持された複数の電子部品を同時に取り出す複数部品同時取り出し動作を前記搭載ヘッドに実行させる取出し動作制御工程において、前記複数のパーツフィーダのそれぞれについて検出された前記位置ずれ量を個別に統計処理した複数の個別位置ずれ統計値を算出し、前記複数の個別位置ずれ統計値をそれぞれ当該電子部品の種類に対応した前記位置ずれ許容値と比較することにより、前記位置ずれ許容値の範囲外にある個別位置ずれ統計値の有無を判断し、少なくとも1つの個別位置ずれ統計値が前記位置ずれ許容値の範囲外にある場合には、当該個別位置ずれ統計値が前記位置ずれ許容値の範囲内となるように前記位置補正パラメータを算出し、前記位置ずれ許容値の範囲内とすることができない個別位置ずれ統計値が存在する場合には、当該個別位置ずれ統計値を棄却して前記位置補正パラメータを算出し、残余の個別位置ずれ統計値に対応する電子部品を対象として複数部品同時取り出し動作を実行させ、さらに前記個別位置ずれ統計値は、当該パーツフィーダでの位置ずれ量の分布における正常ばらつき範囲の上限値または下限値である。 The electronic component mounting method according to the present invention includes a plurality of parts feeders that are arranged in parallel at a predetermined feeder arrangement pitch in the component supply unit and that supply the electronic components to a take-out position by the mounting head, and the feeder arrangement pitch at the feeder arrangement pitch. A plurality of suction nozzles that are mounted at a corresponding nozzle mounting pitch to suck and hold the electronic component, and a mounting head moving mechanism that moves the mounting head between the component supply unit and the substrate holding unit that holds the substrate; The component supply unit includes an electronic component mounting apparatus including a displacement detection unit that detects a displacement amount indicating an error of the actual removal position with respect to a normal position at the removal position by capturing and recognizing the removal position. The electronic component is taken out from the board by the mounting head and mounted on the board held by the board holding part A mounting method for controlling the mounting head moving mechanism according to a position correction parameter calculated based on a detection result of the position shift detection means and a position shift allowable value set in advance for each type of the electronic component. Detecting each of the plurality of parts feeders in an extraction operation control step for causing the mounting head to simultaneously perform a plurality of component extraction operations for simultaneously extracting a plurality of electronic components held on the plurality of parts feeders by the plurality of suction nozzles. Calculating a plurality of individual positional deviation statistical values obtained by statistically processing the positional deviation amounts individually, and comparing the plurality of individual positional deviation statistical values with the allowable positional deviation values corresponding to the types of the electronic components, respectively. To determine whether there is an individual positional deviation statistical value that is outside the range of the positional deviation allowable value. Both when one individual positional deviation statistic is outside the range of the position shift tolerance, it calculates the position correction parameter as the individual position displacement statistic is in the range of the position shift tolerance, If there is an individual positional deviation statistical value that cannot be within the allowable positional deviation value, the individual positional deviation statistical value is rejected to calculate the position correction parameter, and the remaining individual positional deviation statistical value The multiple component simultaneous pick-up operation is executed for the electronic component corresponding to the above, and the individual positional deviation statistical value is the upper limit value or the lower limit value of the normal variation range in the positional deviation amount distribution in the part feeder .
本発明によれば、複数のパーツフィーダのそれぞれについて位置ずれ検出を複数回実行することにより検出された複数の位置ずれ量を個別に統計処理して複数の個別位置ずれ統計値を作成し、これらの個別位置ずれ統計値をそれぞれ当該取り出し動作において対象となる電子部品の種類に対応した位置ずれ許容値と比較することにより位置ずれ許容値の範囲外にある個別位置ずれ統計値の有無を判断し、少なくとも1つの個別位置ずれ統計値が位置ずれ許容値の範囲外にある場合には、当該個別位置ずれ統計値が位置ずれ許容値の範囲内となるように位置補正パラメータを算出することにより、複数部品同時取出しの適用範囲を拡大して実装効率を向上させることができる。 According to the present invention, a plurality of positional deviation amounts detected by executing positional deviation detection for each of a plurality of parts feeders are individually statistically processed to create a plurality of individual positional deviation statistical values. By comparing each individual positional deviation statistical value with a positional deviation allowable value corresponding to the type of electronic component that is the target in the extraction operation, it is determined whether there is an individual positional deviation statistical value that is outside the range of the allowable positional deviation. When at least one individual positional deviation statistical value is outside the range of the positional deviation allowable value, by calculating the position correction parameter so that the individual positional deviation statistical value is within the range of the positional deviation allowable value, It is possible to improve the mounting efficiency by expanding the application range of simultaneous pick-up of multiple components.
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電子部品実装装置の平面図、図2は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に装着される
テープフィーダの構成説明図、図3は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図、図4は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部品供給部の部分平面図、図5は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部品供給部における取り出し位置の位置ずれ検出の説明図、図6は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における取り出し位置の位置ずれ量のばらつき分布状態の説明図、図7は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品取り出し動作の位置ずれ許容値の説明図、図8は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における取り出し動作時の位置補正の説明図、図9、図10は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における複数部品同時取り出し動作時の位置補正の説明図、図11は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図12は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における取り出し動作制御処理のフロー図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration explanatory view of a tape feeder mounted on the electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a partial sectional view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a partial plan view of a component supply unit of the electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an embodiment of the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram of detection of a positional deviation at the pick-up position in the component supply unit of the electronic component mounting apparatus, and FIG. 6 is an explanatory diagram of a variation distribution state of the positional deviation amount at the pick-up position in the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. 7 is an explanatory diagram of a positional deviation allowable value of the component picking-up operation in the electronic component mounting apparatus of one embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram of position correction at the picking-up operation in the electronic component mounting apparatus of one embodiment of the present invention. Illustrations, 9 and 10 are books FIG. 11 is an explanatory diagram of position correction at the time of a multiple component simultaneous take-out operation in the electronic component mounting method according to one embodiment of the invention; FIG. FIG. 12 is a flowchart of the removal operation control process in the electronic component mounting method according to the embodiment of the present invention.
まず図1を参照して電子部品実装装置の構造について説明する。図1において、基台1の中央部には、X方向に搬送路2が配設されている。搬送路2は、電子部品が実装される基板3を搬送し実装作業位置に位置決めして保持する。したがって搬送路2は基板3を保持する基板保持部となっている。搬送路2の両側には、複数種類の電子部品を供給する部品供給部4が配置されており、部品供給部4には、電子部品を供給するパーツフィーダであるテープフィーダ5が、所定のフィーダ配列ピッチで複数個並列に配置されている。
First, the structure of the electronic component mounting apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a
図2に示すように、テープフィーダ5には電子部品を保持したキャリアテープ15(図5参照)を送るテープ送り機構を備えており、モータ13によってスプロケット14を間欠駆動することにより、キャリアテープ15をピッチ送りして後述する搭載ヘッド8による取り出し位置に電子部品を供給する。モータ13はフィーダ制御部12に内蔵されたモータ駆動部12bによって駆動され、フィーダ制御部12を介して装置本体の制御機能によって制御される。これによりキャリアテープ15をピッチ送りする際の送りピッチや、送り停止時の停止位置を任意に設定できる。またテープフィーダ5は、フィーダ制御部12に内蔵されたフィーダ記憶部12aを備えており、キャリアテープに保持された部品種類や、電子部品の取り出し位置5aにおける各テープフィーダ固有の位置ずれ量を統計的に示す個別位置ずれ統計量などのデータを、フィーダ制御部12を介して書き込んで記憶させることが出来るようになっている。
As shown in FIG. 2, the
基台1上面の両端部上にはY軸テーブル6A,6Bが配設されており、Y軸テーブル6A、6B上には2台のX軸テーブル7A,7Bが架設されている。Y軸テーブル6Aを駆動することにより、X軸テーブル7AがY方向に水平移動し、Y軸テーブル6Bを駆動することにより、X軸テーブル7BがY方向に水平移動する。X軸テーブル7A,7Bには、それぞれ搭載ヘッド8および搭載ヘッド8と一体的に移動する基板認識カメラ9が装着されている。Y軸テーブル6A,X軸テーブル7A,Y軸テーブル6B,X軸テーブル7Bは、搭載ヘッド8を部品供給部4と基板保持部との間で移動させるヘッド移動機構を構成する。ヘッド移動機構を駆動することにより搭載ヘッド8は水平移動し、それぞれの部品供給部4から電子部品を吸着ノズル10(図3参照)によってピックアップし、搬送路2に位置決めされた基板3上に実装する。
Y-axis tables 6A and 6B are disposed on both ends of the upper surface of the
搭載ヘッド8とともに基板3上に移動した基板認識カメラ9は、基板3に設けられた認識マークを撮像する。この撮像結果を認識処理することにより、基板3の位置が認識される。さらに部品供給部4に移動した基板認識カメラ9は、各テープフィーダ5の取り出し位置5aを撮像する。この撮像結果を認識処理することにより、各テープフィーダ5の取り出し位置5aにおける電子部品の位置ずれを検出することができる。また部品供給部4から搬送路2に至る経路には、部品認識カメラ11が配設されている。部品認識カメラ11は、それぞれの搭載ヘッド8に保持された状態の電子部品を下方から撮像する。この撮像結果を認識処理することにより、電子部品の識別や位置ずれ状態を検出することができ
る。
The
次に図3を参照して搭載ヘッド8について説明する。図3に示すように、搭載ヘッドはマルチタイプであり、単位搭載ヘッド8aを8個(4個×2列)備えた構成となっている。これらの単位搭載ヘッド8aはそれぞれ下端部に電子部品を吸着して保持する吸着ノズル10を備え、個別のZ軸モータ(図示省略)によって昇降し、共通のθ軸モータ8bによってノズル軸廻りの回転が可能となっている。
Next, the mounting
ここで、搭載ヘッド8における単位搭載ヘッド8aのフィーダ配列ピッチpは、部品供給部4におけるテープフィーダ5のフィーダ配列ピッチpに一致している。すなわちこの電子部品実装装置は、搭載ヘッド8にフィーダ配列ピッチpに対応したノズル装着ピッチpで装着され電子部品を吸着保持する複数の吸着ノズル10を備えた構成となっている。これにより、搭載ヘッド8を部品供給部4に対して昇降させる1回の部品取出し動作において、複数の単位搭載ヘッド8aによって隣接する複数のテープフィーダ5から同時に複数の電子部品Pを吸着して取り出す複数部品同時取り出しが可能となっている。
Here, the feeder arrangement pitch p of the
次に図4,図5、図6を参照して、部品供給部4に配置されたテープフィーダ5の取り出し位置5aにおける電子部品の位置ずれ検出について説明する。各テープフィーダ5によって取り出し位置5aまで送られた電子部品Pの位置は、必ずしも設計図面上での正規位置にあるとは限らず、図4に示すように、正規位置(クロス十字で示す)から位置ずれした状態となる場合が多く、しかも位置ずれ量は各テープフィーダ5毎にばらついている。このような位置ずれは、部品供給部4においてテープフィーダ5を交換する際の装着誤差や、テープフィーダ5においてキャリアテープをピッチ送りする際の停止位置の誤差などの要因によって不可避的に生じるものである。
Next, with reference to FIGS. 4, 5, and 6, detection of the displacement of the electronic component at the take-out
前述のように、本実施の形態においては複数の吸着ノズル10を備えた搭載ヘッド8によって複数の電子部品Pを同時に一括して取り出す方法を採用していることから、このような位置ずれ状態を考慮した部品取り出し動作を搭載ヘッド8に行わせる必要がある。すなわち、搭載ヘッド8の複数の吸着ノズル10を位置ずれ状態にある複数の取り出し対象の電子部品Pに位置合わせする際には、位置ずれ状態を考慮して各電子部品Pと吸着ノズル10との位置ずれ量が予め部品種類毎に定められた許容範囲内となるように、搭載ヘッド8を位置決めする。
As described above, the present embodiment employs a method of simultaneously taking out a plurality of electronic components P by the mounting
ここでは、各テープフィーダ5の取り出し位置5aにおける電子部品Pの位置ずれ量を検出する方法として、基板認識カメラ9によって取り出し位置5aを撮像した画像を認識処理することによる位置検出方法を用いている。図5は、取り出し位置5aにおいて電子部品Pを保持したキャリアテープ15を基板認識カメラ9によって撮像して得られる撮像視野Wを示している。すなわち、基板認識カメラ9の光学座標系の原点Oが、位置ずれ検出対象となる取り出し位置5aにおける取り出しの正規位置に一致するように基板認識カメラ9を移動させ、この状態で基板認識カメラ9によって取り出し位置5aを撮像する。
Here, as a method for detecting the positional deviation amount of the electronic component P at the take-out
キャリアテープ15には電子部品Pを収納する部品ポケット15aおよびキャリアテープ15をスプロケット14によってテープ送りするための送り孔15bが設けられている。ここでは位置ずれ検出に際し、部品ポケット15aの重心位置Gを画像認識によって求め、求められた重心位置Gを便宜的に電子部品Pの位置と見なすようにしている。誤差要因がない場合には、撮像視野W内における重心位置Gは基板認識カメラ9の光学座標系の原点Oに一致するが、通常は部品供給部4におけるテープフィーダ5の装着誤差やテープフィーダ5によるキャリアテープ15のテープ送りに起因する誤差など、種々の誤差要因によって、求める重心位置Gは原点Oから(δx、δy)で示される位置ずれ量だけ外れた位置にある。ここで、δx、δyは、それぞれX方向(キャリアテープの幅方向)、Y
方向(テープ送り方向)についての位置ずれ量である。
The
This is the amount of displacement in the direction (tape feed direction).
そしてこのような位置ずれ量δx、δyは、同一のテープフィーダ5にあっても定常的に一様な値とはならず、ある範囲内でばらつきを示す場合が多い。すなわち図6に示すように、位置ずれ量δx(δy)は正規分布類似の度数分布でばらつく。そしてこのばらつき分布は、設計図面上での正規位置Npから平均位置ずれ量ΔX(ΔY)だけ偏った平均位置Mpを中心として、正負両方向に正常ばらつき範囲dx(dy)を有する形態となる。このようなばらつき分布を部品実装動作の実行に先だって予め求めておくことにより、搭載ヘッド8による複数部品同時取り出し動作において、取り出し動作毎に基板認識カメラ9によって各取り出し位置5aにおける電子部品Pの位置認識をその都度行うことなく、搭載ヘッド8を複数の電子部品Pに対して適切に位置合わせすることが可能となる。
Such misregistration amounts δx and δy do not always have a uniform value even in the
ここで、平均位置Mpはテープフィーダ5の装着誤差に起因した位置ずれに対応した位置ずれ量である。また正常ばらつき範囲dx(dy)は、当該テープフィーダ5におけるテープ送り誤差などの機構誤差(スプロケットの送りピンと送り穴との遊び、キャリアテープ15の寸法誤差など)に起因して、通常状態において当然に生じる位置ずれ量である。これらの位置ずれ量は、通常10μm〜100μmのオーダーとなり、対象とする電子部品のサイズが大きい場合には部品取り出し動作に大きな影響は与えないが、微小部品を対象とする場合には、安定した部品取り出しを行う上で無視できないものとなる。
Here, the average position Mp is a positional shift amount corresponding to the positional shift caused by the mounting error of the
なお、正負両側の正常ばらつき範囲dx(dy)は、取得された実測データから異常値と見なされる範囲を除くことにより決定されるものである。異常値としては、正規分布における2σに相当する値など、発生度数分布を勘案して適宜決定された値を用いる。そしてこのようにして決定された正側の正常ばらつき範囲dx(dy)の上限値Luおよび負側の正常ばらつき範囲の下限値Llを、当該テープフィーダ5の取り出し位置5aにおける取り出し位置の位置ずれ範囲を統計値として示す指標値、すなわち個別位置ずれ統計値として用いる。
Note that the normal variation range dx (dy) on both the positive and negative sides is determined by excluding a range regarded as an abnormal value from the acquired measured data. As the abnormal value, a value appropriately determined in consideration of the occurrence frequency distribution such as a value corresponding to 2σ in the normal distribution is used. The upper limit value Lu of the normal variation range dx (dy) on the positive side and the lower limit value Ll of the normal variation range on the negative side determined in this way are used as the misalignment range of the takeout position at the
なおこのような個別位置ずれ統計値を取得するためには、各テープフィーダ5を対象として基板認識カメラ9による位置ずれ検出を複数回実行することが必要となる。この統計データ取得のための位置ずれ検出を行うタイミングとしては、複数のバリエーションが想定可能であり、生産実態に合わせて適宜決定すればよい。例えば、実生産作業の開始に先立って、ダミーのキャリアテープを各テープフィーダ5に装着し、所定のN数について、図5に示す位置ずれ検出を反復実行する方法を用いてもよく、また、実生産作業開始時の所定のN回の部品取り出し動作時のみに、基板認識カメラ9による取り出し位置5aの位置認識を行わせ、実生産を行いながらデータを取得するようにしてもよい。この場合には、データ取得時には各部品取り出し動作毎に取得された電子部品Pの実際の位置ずれ量が個別位置ずれ統計値の代わりとして用いられる。すなわち、上述の上限値Luおよび下限値Llは、複数のテープフィーダ5について位置ずれ検出を複数回実行することにより検出された複数の位置ずれ量を、個別に統計処理した個別位置ずれ統計値となっている。
In order to acquire such individual positional deviation statistical values, it is necessary to execute positional deviation detection by the substrate recognition camera 9 a plurality of times for each
次に図7を参照して、吸着ノズル10によって電子部品Pを取り出す際に許容される位置ずれ許容値について説明する。吸着ノズル10による電子部品Pの取り出しは、吸着ノズル10の下端部に電子部品Pを真空吸着によって保持することにより行われる。このとき、電子部品Pが安定した姿勢で吸着保持される限りにおいては、吸着ノズル10は必ずしも電子部品Pの中心位置に正確に当接する必要はなく、図7に示すように、電子部品Pの中心を挟んで設定される所定の範囲に当接すればよい。
Next, with reference to FIG. 7, a description will be given of a positional deviation allowable value that is allowed when the electronic component P is taken out by the
位置ずれ許容値はこの所定の範囲の大きさを規定する寸法であり、中心から両方向に振り分けた幅寸法TX(TY)の形で、各部品種についてサイズ、形状に基づいて個別に設
定される。TX,TYはそれぞれX方向、Y方向についての位置ずれ許容値を示している。通常電子部品の平面形状は幅、長さ方向でサイズが異なったものが多いことから、位置ずれ許容値も方向に応じて個別に設定される。なお電子部品Pを収容する部品ポケット15aの重心位置G(図5参照)を電子部品Pの中心と見なしていることから、位置ずれ許容値TX(TY)に対応した実際の範囲は、部品ポケット15aの重心位置Gを中心として幅寸法TX(TY)だけ両方向に振り分けた範囲となる。このように、電子部品の位置ずれを考える場合には、X方向、Y方向の両方について考慮する必要があるが、以下の説明では、X方向、すなわちキャリアテープ15の幅方向の位置ずれについてのみ記述する。
The allowable displacement is a dimension that defines the size of the predetermined range, and is set individually for each component type based on the size and shape in the form of a width dimension TX (TY) distributed in both directions from the center. TX and TY indicate allowable displacements in the X direction and the Y direction, respectively. In general, since the planar shape of electronic components is often different in size in the width and length directions, the positional deviation allowable value is also set individually according to the direction. Since the center of gravity G (see FIG. 5) of the
図6に示す位置ずれ分布を有するテープフィーダ5から、図7に示す位置ずれ許容値TXを特性値として有する電子部品Pを吸着ノズル10によって吸着して取り出すに際しては、位置補正の要否が判断される。すなわち、通常状態において搭載ヘッド8に部品取り出し動作を行わせるに際し、吸着ノズル10を正規位置Npに位置合わせするように、搭載ヘッド8の位置制御が行われる。このとき、上限値Lu、下限値Llのうち正規位置Npからより離隔した方の値(ここでは上限値Lu)が位置ずれ許容値TXよりも小さい(TX>Lu)場合には、図8(a)に示すように重心位置Gが上限値Luに位置させた場合にあっても、正規位置Npが位置ずれ許容値TXの範囲内に包含される(換言すれば吸着ノズル10が位置ずれ許容値TXの範囲内に当接する場合)こととなり、位置補正を要することなく電子部品Pを吸着ノズル10によって吸着保持することができる。
When the electronic component P having the positional deviation allowable value TX shown in FIG. 7 as a characteristic value is picked up by the
これに対し、図8(b)に示すように、上限値Lu、下限値Llのうち正規位置Npからより離隔した方の値(ここでは上限値Lu)が位置ずれ許容値TXよりも大きい場合(TX<Lu)には、重心位置Gを上限値Luに位置させると、正規位置Npが位置ずれ許容値TXの範囲から外れる(換言すれば吸着ノズル10が位置ずれ許容値TXの範囲内に当接しない。)こととなる。このため電子部品Pを吸着ノズル10によって安定して吸着保持することができず、位置補正を要することとなる。すなわち、個別位置ずれ統計値としての上限値Lu、下限値Llを位置ずれ許容値TXと比較することにより、位置補正の要否を判定することができる。そして位置補正が必要と判断された場合には、図8(c)に示すように、取り出し動作時における搭載ヘッド8の位置を適正な補正量だけ横方向に移動させることにより、吸着ノズル10の位置が位置ずれ許容値TXの範囲内に含まれるようにする。
On the other hand, as shown in FIG. 8 (b), the value of the upper limit value Lu and the lower limit value Ll that is further away from the normal position Np (here, the upper limit value Lu) is larger than the allowable displacement value TX. In (TX <Lu), when the gravity center position G is positioned at the upper limit value Lu, the normal position Np is out of the range of the allowable positional deviation TX (in other words, the
この位置補正においては、以下に示す範囲内で補正量を設定する。(イ)は、吸着ノズル10の位置が位置ずれ許容値TXの範囲の下限端に位置するような補正値α1(正規位置Npからの移動量)を定めた例を示している。また(ロ)は、吸着ノズル10の位置が位置ずれ許容値TXの範囲の上限端に位置するような補正値α2を定めた例を示している。個々の吸着ノズル10についてみれば、補正値がα1からα2の範囲内であれば、吸着ノズル10が位置ずれ許容値TXで規定される範囲内に位置することとなり、電子部品Pを吸着ノズル10によって適正に保持して取り出すことができる。なお、図8に示す例では、上限値Luが下限値Llよりも正規位置Npからより離隔している例を示したが、下限値Llが上限値Luよりも正規位置Npからより離隔している場合には、重心位置Gが下限値Llに位置した状態を想定すればよい。
In this position correction, the correction amount is set within the range shown below. (A) shows an example in which a correction value α1 (a movement amount from the normal position Np) is determined such that the position of the
上記説明は、個々のノズル10についての位置補正に関するものであるが、実際の部品取り出し動作においては、複数の吸着ノズル10を搭載ヘッド8によって一括して移動して、複数の電子部品Pを同時に取り出す。このため、搭載ヘッド8による複数部品同時取り出し動作においては、図8に示す個々の吸着ノズル10についての位置補正が、複数の吸着ノズル10について実行される。すなわち図9に示すように、隣接して配置されたテープフィーダ5(1)、5(2)、5(3)、5(4)から、搭載ヘッド8に装着された
4本の吸着ノズル10(1)、10(2)、10(3)、10(4)によって、電子部品P1,P2,P3,P4を一括して同時に取り出す動作が行われる。電子部品P1,P2,P3,P4には、それぞれ位置ずれ許容値TX1,TX2,TX3,TX4が対応している。なお電子部品P1,P2,P3,P4が同一種類である場合には、位置ずれ許容値TX1,TX2,TX3,TX4も同一の値となる。
The above description relates to position correction for each
電子部品P1を供給するテープフィーダ5(1)における位置ずれ量のばらつき分布は、正規位置Np1から平均位置ずれ量ΔX1だけ偏った平均位置Mp1を中心として、正負両方向に正常ばらつき範囲dx1を有する形態となっている。同様に、電子部品P2,P3,P4を供給するテープフィーダ5(2)、5(3)、5(4)のばらつき分布は、正規位置Np2、Np3、Np4から平均位置ずれ量ΔX2、ΔX3、ΔX4だけ偏った平均位置Mp2、Mp3、Mp4を中心として、正負両方向に正常ばらつき範囲dx2、dx3、dx4を有する形態となっている。そしてこれらの平均位置ずれ量ΔX1,ΔX2、ΔX3、ΔX4、正常ばらつき範囲dx1、dx2、dx3、dx4から、上限値Lu1,Lu2、Lu3,Lu4および下限値Ll1、Ll2、Ll3、Ll4が算出される。 The variation distribution of the positional deviation amount in the tape feeder 5 (1) that supplies the electronic component P1 has a normal variation range dx1 in both positive and negative directions centered on the average position Mp1 that is deviated from the normal position Np1 by the average positional deviation amount ΔX1. It has become. Similarly, the variation distribution of the tape feeders 5 (2), 5 (3), and 5 (4) that supply the electronic components P2, P3, and P4 has average positional deviation amounts ΔX2, ΔX3, and the normal positions Np2, Np3, and Np4. It has a form having normal variation ranges dx2, dx3, dx4 in both positive and negative directions with the average positions Mp2, Mp3, Mp4 biased by ΔX4 as the center. From these average positional deviation amounts ΔX1, ΔX2, ΔX3, ΔX4 and normal variation ranges dx1, dx2, dx3, dx4, upper limit values Lu1, Lu2, Lu3, Lu4 and lower limit values Ll1, Ll2, Ll3, Ll4 are calculated. .
そしてこれらの位置ずれ許容値TX1,TX2,TX3,TX4および上限値Lu1,Lu2、Lu3,Lu4および下限値Ll1、Ll2、Ll3、Ll4に基づいて、図8にて説明した位置補正の要否の判定および位置補正演算が実行される。すなわち個別の吸着ノズル10と電子部品Pとのそれぞれの組み合わせについて位置補正の要否の判定および補正値α1〜α2を求める演算がまず行われる。この個別位置補正演算は、吸着ノズル10(1)、10(2)、10(3)、10(4)を個別に移動させる際の移動量である。実際の位置補正動作では、搭載ヘッド8の中心線CR(H)を移動させることにより、複数の吸着ノズル10(1)、10(2)、10(3)、10(4)を一括して移動させる形態であることから、複数のテープフィーダ5(1)、5(2)、5(3)、5(4)について求められた複数の補正値α1i〜α2i(i=1〜4)を重ね合わせて、全ての吸着ノズル10について共通する範囲を抽出する。
Based on these allowable displacement values TX1, TX2, TX3, TX4, upper limit values Lu1, Lu2, Lu3, Lu4 and lower limit values Ll1, Ll2, Ll3, Ll4, whether or not the position correction described with reference to FIG. Determination and position correction calculation are executed. That is, for each combination of the
ここで、図10(a)に示すように、全てのテープフィーダ5(1)、5(2)、5(3)、5(4)について、共通する補正値の範囲αc1〜αc2が抽出可能な場合には、搭載ヘッド8の下降動作位置を補正する単一の補正動作によって全てのテープフィーダ5について吸着ノズル10の適正な位置補正を行うことが可能であることを示している。そしてこのような補正値の範囲αc1〜αc2から適宜選択された補正値(例えば中間値(αc1+αc2)/2)が、位置補正パラメータとして出力される。この位置補正により、複数の吸着ノズル10(1)、10(2)、10(3)、10(4)によって、テープフィーダ5(1)、5(2)、5(3)、5(4)から電子部品P1,P2,P3,P4を一括して取り出すことができる。
Here, as shown in FIG. 10A, a common correction value range αc1 to αc2 can be extracted for all tape feeders 5 (1), 5 (2), 5 (3), and 5 (4). In this case, it is indicated that it is possible to correct the position of the
これに対し、図10(b)に示すように、1つのテープフィーダ5(ここではテープフィーダ5(4))の位置ずれ範囲が他のテープフィーダ5の位置ずれ範囲から離散しており、共通する補正値の範囲が抽出できない場合には、単一の補正動作では全ての電子部品Pについて適正な吸着ノズル10の位置補正を行うことが不可能であることを示している。このような場合には、他のテープフィーダ5と比較して最も離散度合いが高いテープフィーダ5(4)を同時取り出し対象から棄却し、残余のテープフィーダ5(1)、5(2)、5(3)を対象として、複数部品同時取り出しのための位置補正演算を再度実行する。
On the other hand, as shown in FIG. 10B, the positional deviation range of one tape feeder 5 (here, tape feeder 5 (4)) is discrete from the positional deviation ranges of the
なお図9に示す位置補正動作は、X方向(キャリアテープの幅方向)の位置ずれ量δxを補正することを目的としている。Y方向(テープ送り方向)の位置ずれについては、図
9、図10に示す位置補正と同様に、搭載ヘッド8のY方向の位置を補正することによる補正方法を採用してもよく、またはテープフィーダ5によるテープ送り動作を制御することにより(キャリアテープのピッチ送りにおける停止位置を補正することにより)、テープフィーダ5毎に個別に補正するようにしてもよい。
The purpose of the position correction operation shown in FIG. 9 is to correct the positional deviation amount δx in the X direction (the width direction of the carrier tape). As for the positional deviation in the Y direction (tape feeding direction), a correction method by correcting the position of the mounting
次に図11を参照して制御系の構成について説明する。演算部20はCPUであり、プログラム記憶部21に記憶されたプログラムを実行することにより、以下に説明する各部を制御して電子部品の搭載動作や認識動作、その他各種処理を実行する。これらのプログラムには、実装動作プログラム21a、取り出し動作制御プログラム21bが含まれ、これらのプログラムの実行に際しては、データ記憶部22に記憶されたデータが参照される。
Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. The
実装動作プログラム21aは、ヘッド移動機構によって搭載ヘッド8を移動させて電子部品を基板3に搭載する部品実装動作を行うための動作プログラムである。取り出し動作制御プログラム21bは、搭載ヘッド8が部品供給部4から電子部品を取り出す際の取り出し動作を制御するためのプログラムである。本実施の形態においては、前述のように搭載ヘッド8による1回の部品取出し動作において、複数の単位搭載ヘッド8aによって同時に複数の電子部品Pを吸着して取り出すようにしている。このため取り出し動作制御プログラム21bは、複数部品同時取り出しのための演算処理や動作制御処理のプログラムを含むものとなっている。
The mounting
データ記憶部22は、実装データ22a、位置ずれ許容値22b、個別位置ずれ統計値22cなどの各種データを記憶する。実装データ22aは、生産対象の基板にどのような種類の電子部品がどの位置に搭載されるかを示すデータであり、これらの電子部品の種類やサイズを示す部品データと、基板3における部品実装位置、実装順序を示す実装シーケンスデータなどよりなる。位置ずれ許容値データ22bは、前述の位置ずれ許容値TX,TYに関するデータであり、実装対象となる電子部品の種類毎に記憶される。位置ずれ統計値データ22cは、各テープフィーダ5における位置ずれ量の平均位置ずれ量ΔX、ΔY、上限値Lu、下限値Llなどの個別位置ずれ統計値についてのデータであり、各テープフィーダ5毎に記憶される。
The
画像認識部23は、基板認識カメラ9および部品認識カメラ11による撮像結果を認識処理することにより、以下に説明する検出処理を行う。基板認識カメラ9を基板3上に移動させて基板3を撮像した画像データを認識処理することにより、基板3の位置が検出される。基板認識カメラ9を部品供給部4に移動させてテープフィーダ5の取り出し位置5aを撮像した画像データを認識処理することにより、図5に示すように、テープフィーダ5の取り出し位置5aにおける電子部品Pの位置を認識し、正規位置に対する位置ずれ量を検出することができる。電子部品をピックアップした搭載ヘッド8を部品認識カメラ11上に移動させた状態で、電子部品を下方から撮像した画像データを認識処理することにより、搭載ヘッド8の各吸着ノズル10に吸着保持された状態の電子部品の位置を検出することができる。
The
機構駆動部24は、搬送路2に沿って基板3を移動させる基板搬送機構25や、搭載ヘッド8、搭載ヘッド8を移動させるヘッド移動機構26を駆動する。操作・入力部27は、タッチパネルやキーボードなどの入力手段であり、操作コマンドやデータ入力を行う。表示部28は、操作入力時の案内画面や警告時の報知画面などを表示する。また各テープフィーダ5のフィーダ制御部12は装置本体の制御系に接続されており、フィーダ制御部12には各テープフィーダ5において部品供給動作を実行するために必要な制御指令が送られる。
The
上記構成において、基板認識カメラ9および画像認識部23は、テープフィーダ5における取り出し位置5aを撮像して認識することにより、取り出し位置5aにおける実際の取り出し位置の正規位置に対する誤差を示す位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段となっている。また演算部20が取り出し動作制御プログラム21bを実行することにより実現される機能は、上述の位置ずれ検出手段の検出結果および電子部品の種類毎に予め設定された位置ずれ許容値に基づき算出された位置補正パラメータにしたがってヘッド移動機構26を制御することにより、複数の吸着ノズル10によって複数のテープフィーダ5に保持された複数の電子部品を同時に取り出す複数部品同時取り出し動作を搭載ヘッド8に実行させる取り出し動作制御手段となっている。
In the above-described configuration, the
そして取り出し動作制御部21bは、具体的には以下の処理を実行する。まず複数のテープフィーダ5のそれぞれについて位置ずれ検出を複数回実行することにより検出された複数の位置ずれ量を個別に統計処理した複数の個別位置ずれ統計値22cを算出する。そして算出された複数の個別位置ずれ統計値を、それぞれ当該取り出し動作において対象となる電子部品の種類に対応した位置ずれ許容値TXと比較することにより、位置ずれ許容値TXの範囲外にある個別位置ずれ統計値22cの有無を判断する。そして少なくとも1つの個別位置ずれ統計値が位置ずれ許容値22bの範囲外にある場合には、当該個別位置ずれ統計値22cが位置ずれ許容値TXの範囲内となるように、位置補正パラメータを算出する。
Specifically, the take-out
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、次に電子部品実装方法について説明する。この電子部品実装方法は、部品供給部4から搭載ヘッド8によって電子部品を取り出して、基板保持部である搬送路2に保持された基板3に実装するものである。ここでは、部品供給部4に配置された複数のテープフィーダ5から、搭載ヘッドに装着された複数の吸着ノズル10によって複数の電子部品を一括して同時に取り出す形態となっており、この複数部品同時取り出し動作を搭載ヘッド8に実行させる取出し動作制御工程には、以下の処理が行われる。これらの処理は、前述の取り出し制御手段、すなわち演算部20が取り出し動作制御プログラム21bを実行することにより行われる。
This electronic component mounting apparatus is configured as described above. Next, an electronic component mounting method will be described. In this electronic component mounting method, an electronic component is taken out from the
まず、複数のテープフィーダ5のそれぞれについて、個別位置ずれ統計値22cを算出する(ST1)。この演算処理においては図6に示す平均位置ずれ量ΔX(ΔY)、上限値Luおよび下限値Llが、各テープフィーダ5毎に算出される。また実行のタイミングとしては、実生産作業の開始に先立って、ダミーのキャリアテープを各テープフィーダ5に装着して行って予め算出しておいてももよく、実生産作業開始時の部品取り出し動作時に実生産を行いながらデータを取得して算出するようにしてもよい。
First, the individual positional deviation
次いで、取り出し対象となる電子部品の位置ずれ許容値TXをデータ記憶部22から読み出す(ST2)。次に、搭載ヘッド8による取り出し動作において位置補正が必要か否かを判定するため、算出された各テープフィーダ5毎の個別位置ずれ統計値22c、すなわち上限値Luおよび下限値Llを、当該テープフィーダ5によって供給される電子部品Pの位置ずれ許容値TXと比較する(ST3)。そして位置ずれ許容値TXの範囲外の個別位置ずれ統計値22cがあるか否かを判断する(ST4)。すなわち、全てのテープフィーダ5および吸着ノズル10の組み合わせにおいて、図8(a)にて説明したように、上限値Luおよび下限値Llのいずれもが位置ずれ許容値TXの範囲内に含まれる(TX>Lu)場合には、(ST4)にてNOと判定される。そしてこの場合には位置補正を行うことなく、搭載ヘッド8によって複数部品同時取り出し動作を実行する(ST9)。
Next, the positional deviation tolerance TX of the electronic component to be taken out is read from the data storage unit 22 (ST2). Next, in order to determine whether or not position correction is necessary in the take-out operation by the mounting
これに対し、(ST4)にて位置ずれ許容値TXの範囲外の個別位置ずれ統計値22cがある場合、すなわち図8(b)にて説明したように、上限値Luおよび下限値Llのいずれかが位置ずれ許容値TXの範囲から外れる(TX<Lu)場合には、位置補正が必要
と判定して、位置補正演算を実行する(ST5)。この位置補正演算に際しては、まず位置補正により全ての個別位置ずれ統計値22cを位置ずれ許容値TXの範囲内とすることが可能であるか否かを判定する(ST6)。
On the other hand, if there is the individual positional deviation
この判定は、図10(a)に示す共通となる補正値の範囲αc1〜αc2が抽出できるか否かで判断される。ここで、共通となる補正値の範囲αc1〜αc2が抽出できる場合には、(ST6)にてYESと判定される。そしてこの場合には、全ての個別位置ずれ統計値を対象として位置補正パラメータを算出する(ST7)。すなわち共通となる補正値の範囲αc1〜αc2の中間値(αc1+αc2)/2など、実際の位置補正に用いられる位置補正パラメータを算出し、この位置補正パラメータを機構駆動部24に対して出力する。これにより、搭載ヘッド8はこの位置補正パラメータを用いて位置補正を行った上で、複数部品同時取り出し動作を実行する(ST9)。
This determination is made based on whether or not the common correction value range αc1 to αc2 shown in FIG. Here, if the common correction value ranges αc1 to αc2 can be extracted, YES is determined in (ST6). In this case, the position correction parameter is calculated for all individual positional deviation statistical values (ST7). That is, a position correction parameter used for actual position correction, such as an intermediate value (αc1 + αc2) / 2 of a common correction value range αc1 to αc2, is calculated, and the position correction parameter is output to the
また(ST6)にてNOと判定された場合、すなわち共通となる補正値の範囲αc1〜αc2が抽出できなかった場合には、最も離散した個別位置ずれ統計値を棄却して位置補正パラメータを算出する(ST8)。すなわち位置ずれ量が最も多いテープフィーダ5を同時取り出し対象から除外し、残余の複数のテープフィーダ5のみを対象として複数部品同時取り出しのための位置補正パラメータを算出する。そしてこの位置補正パラメータを用いて位置補正を行った上で、残余の複数のテープフィーダ5を対象として複数部品取り出し動作を実行する(ST9)。次いで、同時取り出しから除外されたテープフィーダ5を対象として、部品取り出し動作を実行する。これにより、搭載ヘッド8に装着された全ての吸着ノズル10に電子部品が保持された状態となる。
If it is determined NO in (ST6), that is, if the common correction value range αc1 to αc2 cannot be extracted, the most discrete discrete positional deviation statistical value is rejected to calculate the position correction parameter. (ST8). In other words, the
すなわち上記電子部品実装方法の取り出し動作制御工程においては、位置ずれ許容値の範囲内とすることができない個別位置ずれ統計値が存在する場合には、当該個別位置ずれ統計値を棄却して位置補正パラメータを算出し、残余の個別位置ずれ統計値に対応する電子部品を対象として複数部品同時取り出し動作を実行させるようにしている。 That is, in the electronic component mounting method, when there is an individual misalignment statistical value that cannot be within the allowable misalignment range, the individual misalignment statistical value is rejected to correct the position. A parameter is calculated, and a multiple component simultaneous extraction operation is executed for the electronic component corresponding to the remaining individual positional deviation statistical value.
上記説明したように、本発明の電子部品実装装置においては、まず複数部品同時取り出しの対象となる複数のパーツフィーダのそれぞれについて位置ずれ検出を複数回実行することにより、検出された複数の位置ずれ量を個別に統計処理して複数の個別位置ずれ統計値を作成する。次いでこれらの個別位置ずれ統計値をそれぞれ当該取り出し動作において対象となる電子部品の種類に対応した位置ずれ許容値と比較することにより、位置ずれ許容値の範囲外にある個別位置ずれ統計値の有無を判断する。そして少なくとも1つの個別位置ずれ統計値が位置ずれ許容値の範囲外にある場合には、当該個別位置ずれ統計値が位置ずれ許容値の範囲内となるように位置補正パラメータを算出するようにしている。 As described above, in the electronic component mounting apparatus according to the present invention, first, a plurality of misalignments detected by performing misalignment detection a plurality of times for each of a plurality of parts feeders to be simultaneously extracted. A plurality of individual misregistration statistics are created by statistically processing the quantities individually. Then, by comparing these individual misregistration statistics with the misregistration allowance corresponding to the type of electronic component that is the target in the extraction operation, whether or not there is an individual misregistration statistical value that is outside the range of misalignment tolerance Judging. When at least one individual positional deviation statistical value is outside the range of allowable positional deviation, the position correction parameter is calculated so that the individual positional deviation statistical value is within the range of allowable positional deviation. Yes.
このような方法を採用することにより、以下のような優れた効果を得ることができる。すなわち微小部品を対象として複数部品同時取り出しを適用する場合には、部品取り出しに際して吸着ノズルと電子部品の高度な位置合わせ精度が必要とされることから、複数の吸着ノズルをそれぞれの吸着対象の電子部品に対して許容精度範囲内に正しく位置合わせすることが困難な場合が多い。このような場合にあっても、複数のパーツフィーダのそれぞれについて個別位置ずれ統計値を予め作成しておくことにより、個々のパーツフィーダの位置ずれ傾向を適正に把握することができる。したがって微小部品を対象とする場合においても位置合わせ精度を確保することができ、複数部品同時取出しの適用範囲を拡大することが可能となる。またこの方法によれば、搭載ヘッドによる取り出し動作の度に電子部品の位置を画像認識などにより検出する必要がない。したがって取り出し動作の都度位置ずれの検出を行う方法と比較して、画像認識に要する時間分だけ動作タクトタイムを短縮することができ、実装効率を向上させることが可能となる。 By adopting such a method, the following excellent effects can be obtained. In other words, when multiple component simultaneous extraction is applied to a minute component, a high degree of alignment accuracy between the suction nozzle and the electronic component is required when removing the component. In many cases, it is difficult to correctly align the component within the allowable accuracy range. Even in such a case, it is possible to appropriately grasp the positional deviation tendency of each part feeder by preparing individual positional deviation statistical values for each of the plurality of parts feeders in advance. Therefore, even when a minute part is targeted, it is possible to ensure alignment accuracy, and it is possible to expand the application range of simultaneous pick-up of a plurality of parts. Further, according to this method, it is not necessary to detect the position of the electronic component by image recognition or the like every time when the mounting head takes out. Therefore, the operation tact time can be shortened by the time required for image recognition, and the mounting efficiency can be improved as compared with the method of detecting the positional deviation for each take-out operation.
本発明の電子部品実装装置および電子部品実装方法は、複数部品同時取出しの適用範囲を拡大して実装効率を向上させることができるという効果を有し、電子部品を基板に実装して実装基板を製造する分野において有用である。 The electronic component mounting apparatus and the electronic component mounting method of the present invention have the effect that the application range of multiple component simultaneous extraction can be expanded and the mounting efficiency can be improved, and the electronic component is mounted on the substrate and the mounting substrate is mounted. Useful in the field of manufacturing.
2 搬送路
3 基板
4 部品供給部
5 テープフィーダ
5a 取り出し位置
8 搭載ヘッド
9 基板認識カメラ
10 吸着ノズル
P 電子部品
δx、δy 位置ずれ量
Np 正規位置
Mp 平均位置
ΔX、ΔY 平均位置ずれ量
Lu 上限値
Ll 下限値
TX,TY 位置ずれ許容値
2
Claims (2)
前記部品供給部に所定のフィーダ配列ピッチで並列に配置され前記搭載ヘッドによる取り出し位置に前記電子部品を供給する複数のパーツフィーダと、
前記搭載ヘッドに前記フィーダ配列ピッチに対応したノズル装着ピッチで装着され前記電子部品を吸着保持する複数の吸着ノズルと、
前記搭載ヘッドを前記部品供給部と前記基板保持部との間で移動させる搭載ヘッド移動機構と、
前記取り出し位置を撮像して認識することにより前記取り出し位置における実際の取り出し位置の正規位置に対する誤差を示す位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、
前記位置ずれ検出手段の検出結果および前記電子部品の種類毎に予め設定された位置ずれ許容値に基づき算出された位置補正パラメータにしたがって前記搭載ヘッド移動機構を制御することにより、前記複数の吸着ノズルによって前記複数のパーツフィーダに保持された複数の電子部品を同時に取り出す複数部品同時取り出し動作を前記搭載ヘッドに実行させる取出し動作制御部とを備え、
前記取り出し動作制御部は、前記複数のパーツフィーダのそれぞれについて位置ずれ検出を複数回実行することにより検出された複数の前記位置ずれ量を個別に統計処理した複数の個別位置ずれ統計値を算出し、
前記複数の個別位置ずれ統計値をそれぞれ当該取り出し動作において対象となる電子部品の種類に対応した前記位置ずれ許容値と比較することにより、前記位置ずれ許容値の範囲外にある個別位置ずれ統計値の有無を判断し、
少なくとも1つの個別位置ずれ統計値が前記位置ずれ許容値の範囲外にある場合には、当該個別位置ずれ統計値が前記位置ずれ許容値の範囲内となるように前記位置補正パラメータを算出し、
前記位置ずれ許容値の範囲内とすることができない個別位置ずれ統計値が存在する場合には、当該個別位置ずれ統計値を棄却して前記位置補正パラメータを算出し、残余の個別位置ずれ統計値に対応する電子部品を対象として複数部品同時取り出し動作を実行させ、
さらに前記個別位置ずれ統計値は、当該パーツフィーダでの位置ずれ量の分布における正常ばらつき範囲の上限値または下限値であることを特徴とする電子部品実装装置。 An electronic component mounting apparatus for taking out an electronic component from a component supply unit by a mounting head and mounting the electronic component on a substrate held by a substrate holding unit,
A plurality of parts feeders that are arranged in parallel at a predetermined feeder arrangement pitch in the parts supply unit and that supply the electronic parts to the take-out position by the mounting head;
A plurality of suction nozzles mounted on the mounting head at a nozzle mounting pitch corresponding to the feeder arrangement pitch and holding the electronic component by suction;
A mounting head moving mechanism for moving the mounting head between the component supply unit and the substrate holding unit;
A positional deviation detection means for detecting a positional deviation amount indicating an error from a normal position of the actual extraction position at the extraction position by imaging and recognizing the extraction position;
The plurality of suction nozzles are controlled by controlling the mounting head moving mechanism according to a position correction parameter calculated based on a detection result of the position shift detection unit and a position shift allowable value preset for each type of the electronic component. An unloading operation control unit that causes the mounting head to perform a multiple component simultaneous unloading operation of simultaneously unloading a plurality of electronic components held by the plurality of parts feeders,
The take-out operation control unit calculates a plurality of individual positional deviation statistical values obtained by individually performing statistical processing on the plurality of positional deviation amounts detected by executing positional deviation detection for each of the plurality of parts feeders a plurality of times. ,
By comparing the plurality of individual positional deviation statistical values with the positional deviation allowable value corresponding to the type of electronic component that is a target in the extraction operation, the individual positional deviation statistical values that are outside the range of the positional deviation allowable value The presence or absence of
When at least one individual positional deviation statistical value is outside the range of the allowable positional deviation, the position correction parameter is calculated so that the individual positional deviation statistical value is within the range of the allowable positional deviation ;
If there is an individual positional deviation statistical value that cannot be within the allowable positional deviation value, the individual positional deviation statistical value is rejected to calculate the position correction parameter, and the remaining individual positional deviation statistical value Execute multiple parts simultaneous extraction operation for electronic parts corresponding to
Further, the individual positional deviation statistical value is an upper limit value or a lower limit value of a normal variation range in the distribution of positional deviation amounts in the part feeder .
前記位置ずれ検出手段の検出結果および前記電子部品の種類毎に予め設定された位置ずれ許容値に基づき算出された位置補正パラメータにしたがって前記搭載ヘッド移動機構を制御することにより、前記複数の吸着ノズルによって前記複数のパーツフィーダに保持された複数の電子部品を同時に取り出す複数部品同時取り出し動作を前記搭載ヘッドに実行させる取出し動作制御工程において、
前記複数のパーツフィーダのそれぞれについて検出された前記位置ずれ量を個別に統計処理した複数の個別位置ずれ統計値を算出し、
前記複数の個別位置ずれ統計値をそれぞれ当該電子部品の種類に対応した前記位置ずれ許容値と比較することにより、前記位置ずれ許容値の範囲外にある個別位置ずれ統計値の有無を判断し、
少なくとも1つの個別位置ずれ統計値が前記位置ずれ許容値の範囲外にある場合には、当該個別位置ずれ統計値が前記位置ずれ許容値の範囲内となるように前記位置補正パラメータを算出し、
前記位置ずれ許容値の範囲内とすることができない個別位置ずれ統計値が存在する場合には、当該個別位置ずれ統計値を棄却して前記位置補正パラメータを算出し、残余の個別位置ずれ統計値に対応する電子部品を対象として複数部品同時取り出し動作を実行させ、
さらに前記個別位置ずれ統計値は、当該パーツフィーダでの位置ずれ量の分布における正常ばらつき範囲の上限値または下限値であることを特徴とする電子部品実装方法。 A plurality of parts feeders that are arranged in parallel at a predetermined feeder arrangement pitch in the parts supply unit and that supply the electronic components to a take-out position by a mounting head, and are mounted on the mounting head at a nozzle mounting pitch corresponding to the feeder arrangement pitch. A plurality of suction nozzles for sucking and holding electronic components, a mounting head moving mechanism for moving the mounting head between the component supply unit and the substrate holding unit for holding the substrate, and imaging and recognizing the take-out position Thus, an electronic component mounting apparatus having a displacement detection means for detecting a displacement amount that indicates an error of the actual removal position with respect to the normal position at the removal position, takes out the electronic component from the component supply unit by the mounting head. An electronic component mounting method for mounting on a substrate held by the substrate holding unit,
The plurality of suction nozzles are controlled by controlling the mounting head moving mechanism according to a position correction parameter calculated based on a detection result of the position shift detection unit and a position shift allowable value preset for each type of the electronic component. In the take-out operation control step of causing the mounting head to execute a multi-component simultaneous take-out operation for simultaneously taking out a plurality of electronic components held in the plurality of parts feeders by:
Calculating a plurality of individual positional deviation statistical values obtained by individually statistically processing the positional deviation amounts detected for each of the plurality of parts feeders;
By comparing the plurality of individual positional deviation statistical values with the positional deviation allowable value corresponding to the type of the electronic component, respectively, to determine the presence or absence of individual positional deviation statistical values outside the range of the positional deviation allowable value,
When at least one individual positional deviation statistical value is outside the range of the allowable positional deviation, the position correction parameter is calculated so that the individual positional deviation statistical value is within the range of the allowable positional deviation ;
If there is an individual positional deviation statistical value that cannot be within the allowable positional deviation value, the individual positional deviation statistical value is rejected to calculate the position correction parameter, and the remaining individual positional deviation statistical value Execute multiple parts simultaneous extraction operation for electronic parts corresponding to
Further, the individual positional deviation statistical value is an upper limit value or a lower limit value of a normal variation range in the positional deviation amount distribution in the part feeder .
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