JP5384122B2

JP5384122B2 - データ作成方法、部品実装方法、データ作成装置及び部品実装機

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Publication number: JP5384122B2
Application number: JP2009006472A
Authority: JP
Inventors: 芳幸服部; 健之川瀬
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2029-01-15
Also published as: JP2010165826A

Description

本発明は、吸着ノズルに部品を吸着させて基板に装着する部品移載動作を繰り返し実行する部品実装作業において用いられる部品吸着データのデータ作成方法、部品実装方法、データ作成装置及び部品実装機に関するものである。

部品実装機は、装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルの各々に部品を吸着させて基板に装着する部品移載動作を繰り返し実行するようになっており、装着ヘッドが行う一回の部品移載動作で複数の部品を基板に装着できるようになっている。各部品移載動作において、装着ヘッドのどの吸着ノズルに部品を吸着させるかは予め定められており、部品吸着データとして記憶されている。

このような部品吸着データの作成では、隣接する２つの吸着ノズルに吸着される両部品がそれぞれ吸着ノズルに吸着されてから基板に装着されるまでの間に互いに干渉することがないかどうかが、その部品の対角寸法を基準にして判断される（特許文献１）。
特開２００３−２５８４９４号公報

しかしながら、部品の対角寸法は、その部品が吸着ノズルの並び方向に取り得る最大寸法であるため、常に部品の対角寸法を基準にして干渉判断を行うと、実際には吸着させることができる部品であっても吸着不能と判断されるケースが生じ、一回の部品移載動作で基板に装着できる部品数が少なくなって実装効率が低下する場合があるという問題点があった。

そこで本発明は、一回の部品移載動作で基板に装着できる部品数を増大させることができる部品吸着データのデータ作成方法、部品実装方法、データ作成装置及び部品実装機を提供することを目的とする。

請求項１に記載のデータ作成方法は、部品実装機が備える装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルの各々に部品を吸着させて基板に装着する部品移載動作を繰り返し実行する部品実装作業において用いられる、装着ヘッドのどの吸着ノズルに部品を吸着させるかを定めた部品吸着データを作成するデータ作成方法であって、基板に装着させる各部品について、吸着ノズルに吸着されてから基板に装着されるまでの間に吸着ノズルにより回転させられる回転角を算出する回転角算出工程と、各部品を、回転角算出工程で算出した回転角が０度である第１のグループ及び回転角が０度でない第２のグループのいずれかに属させるグループ分けをするグループ分け工程と、第１のグループに属する部品については第１のグループに属する部品のみから成る部品吸着データを作成し、第２のグループに属する部品については第２のグループに属する部品のみから成る部品吸着データを作成するデータ作成工程とを含み、データ作成工程は、第１のグループに属する部品については、隣接する２つの吸着ノズルに吸着させた場合に隣接することとなる２つの部品それぞれの吸着ノズルの並び方向の寸法及び隣接する吸着ノズルの軸間距離に基づいて隣接する２つの部品が互いに干渉するか否かの判断を行い、第２のグループに属する部品については、隣接する２つの吸着ノズルに吸着させた場合に隣接することとなる２つの部品それぞれの対角寸法及び隣接する吸着ノズルの軸間距離に基づいて隣接する２つの部品が互いに干渉するか否かの判断を行う判断工程と、判断工程で互いに干渉しないと判断した２つの部品を隣接する２つの吸着ノズルに吸着させるデータを作成するデータ作成実行工程とを含む。

請求項２に記載の部品実装方法は、部品実装機が備える装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルの各々に部品を吸着させて基板に装着する部品移載動作を繰り返し実行する部品実装方法であって、請求項１に記載のデータ作成方法により作成された部品吸着データを用いて各部品移載動作を実行する。

請求項３に記載のデータ作成装置は、部品実装機が備える装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルの各々に部品を吸着させて基板に装着する部品移載動作を繰り返し実行する部品実装作業において用いられる、装着ヘッドのどの吸着ノズルに部品を吸着させるかを定めた部品吸着データを作成するデータ作成装置であって、基板に装着させる各部品について、吸着ノズルに吸着されてから基板に装着されるまでの間に吸着ノズルにより回転させられる回転角を算出する回転角算出手段と、各部品を、回転角算出手段により算出された回転角が０度である第１のグループ及び回転角が０度でない第２のグループのいずれかに属させるグループ分けをするグループ分け実行手段と、第１のグループに属する部品については第１のグループに属する部品のみから成る部品吸着データを作成し、第２のグループに属する部品については第２のグループに属する部品のみから成る部品吸着データを作成するデータ作成手段とを備え、データ作成手段は、第１のグループに属する部品については、隣接する２つの吸着ノズルに吸着させた場合に隣接することとなる２つの部品それぞれの吸着ノズルの並び方向の寸法及び隣接する吸着ノズルの軸間距離に基づいて隣接する２つの部品が互いに干渉するか否かの判断を行い、第２のグループに属する部品については、隣接する２つの吸着ノズルに吸着させた場合に隣接することとなる２つの部品それぞれの対角寸法及び隣接する吸着ノズルの軸間距離に基づいて隣接する２つの部品が互いに干渉するか否かの判断を行い、その結果、互いに干渉しないと判断した２つの部品を隣接する２つの吸着ノズルに吸着させるデータを作成する。

請求項４に記載の部品実装機は、部品を供給する部品供給部と、複数の吸着ノズルが設けられた装着ヘッドと、部品供給部より供給される複数の部品を装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルの各々に吸着させて基板に装着する部品移載動作を繰り返し実行させる制御手段とを備え、制御手段は、請求項１に記載のデータ作成方法又は請求項３に記載のデータ作成装置により作成された部品吸着データを用いて装着ヘッドに各部品移載動作を実行させる。

本発明では、基板に装着させる各部品について、吸着ノズルに吸着されてから基板に装着されるまでの間に吸着ノズルにより回転させられる回転角が０度である第１のグループ及び回転角が０度でない第２のグループのいずれかに属させるグループ分けを行い、第１のグループに属する部品については第１のグループに属する部品のみから成る部品吸着データを作成し、第２のグループに属する部品については第２のグループに属する部品のみから成る部品吸着データを作成するようになっている。回転角が０度である第１のグループに属する部品については、隣接する２つの吸着ノズルに吸着された場合に隣接することとなる２つの部品それぞれの吸着ノズルの並び方向の寸法と隣接する吸着ノズルの軸間距離に基づいて隣接する２つの部品が互いに干渉するか否かの検討をすればよいので、本来吸着させることができる部品が吸着不能と判断されてしまう不都合を防止でき、一回の部品移載動作で基板に装着させることができる部品数を増大させることができるので、その分、実装効率を向上させることができる。

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が備える装着ヘッドの部分正面図、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）は本発明の一実施の形態における部品実装機の部品の装着方向を示す基板の平面図、図４（ｂ）は本発明の一実施の形態における部品実装機の部品の供給方向を示す部品供給部の部分平面図、図５は本発明の一実施の形態における部品
実装機が行う部品実装作業の流れを示すフローチャート、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の一実施の形態における部品実装機が備える吸着ノズルの軸間距離と吸着ノズルに吸着された部品の並び方向寸法を説明する図、図７、図８、図９、図１０及び図１１は本発明の一実施の形態における部品吸着データの作成工程の流れを示すフローチャートである。

図１において、本実施の形態における部品実装機１は、基台１１に基板搬送路１２が備えられており、基板搬送路１２の上方には複数（ここでは４つとする）の吸着ノズル１３を備えた２つの装着ヘッド１４がＸＹロボット１５によって水平面内方向に移動自在に設けられている。

基板搬送路１２は一対のベルトコンベアを備えて成り、基板ＰＢの水平方向（Ｘ軸方向とする）への搬送と所定位置への位置決めを行う。ＸＹロボット１５は、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向（Ｙ軸方向）に延びて設けられたＹ軸テーブル１６と、Ｙ軸テーブル１６に沿ってＹ軸方向に移動自在に設けられた２つのＸ軸テーブル１７と、各Ｘ軸テーブル１７に沿ってＸ軸方向に移動自在に設けられた２つの移動ステージ１８から成り、２つの装着ヘッド１４は各移動ステージ１８に１つずつ取り付けられている。

図１において、基板搬送路１２のＹ軸方向の側方領域には部品（電子部品）Ｐを部品供給位置１９に供給する複数のパーツフィーダ２０がＸ軸方向に並んで設けられており、これら複数のパーツフィーダ２０によって部品供給部２１が構成されている。各装着ヘッド１４には撮像面を下方に向けた基板カメラ２２が設けられており、基板搬送路１２の両外側の基台１１上には撮像面を上方に向けた部品カメラ２３が設けられている。

図２において、装着ヘッド１４には複数のノズルシャフト１４ａがＸ軸方向に列状に配置されており、各々装着ヘッド１４に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動（昇降）自在かつ上下軸まわりに回転自在となっている。吸着ノズル１３は各ノズルシャフト１４ａの下端部に１つずつ着脱自在に取り付けられており、ノズルシャフト１４ａの昇降及び回転動作に伴って昇降及び回転するようになっている。

各ノズルシャフト１４ａはそれぞれ図示しない付勢ばねによって常時上方に付勢されて所定の初期位置に位置しており、装着ヘッド１４に内蔵されたアクチュエータによってノズルシャフト１４ａが付勢ばねに抗して押し下げられたときに初期位置から下方へ移動する。

図３において、部品実装機１が備える制御装置３０は、実装制御部３１、機構駆動部３２、認識処理部３３、データ記憶部３４、制御プログラム記憶部３５及びデータ作成部３６を備え、実装制御部３１には入力部３８及び表示部３９が接続されている。

図３において実装制御部３１は、データ記憶部３４に記憶されたＮＣプログラム３４ａを実行することにより機構駆動部３２の作動制御を行い、基板搬送路１２、パーツフィーダ２０、ＸＹロボット１５、装着ヘッド１４等から成る機構部４０を駆動する。機構部４０には、装着ヘッド１４に備えられた前述のノズルシャフト１４ａの（すなわち吸着ノズル１３の）昇降及び回転を行わせるアクチュエータが含まれる。

認識処理部３３は、基板カメラ２２及び部品カメラ２３から送られてきた画像データに基づいて画像認識処理を行い、その結果を実装制御部３１に送信する。認識処理部３３から送られてきた画像認識処理情報は、実装制御部３１が機構駆動部３２の作動制御を行うときに参照される。

データ記憶部３４には、ＮＣプログラム３４ａ、配列プログラム３４ｂ、部品ライブラリ３４ｃ及び部品吸着データ３４ｄが記憶されている。ＮＣプログラム３４ａは部品実装機１の自動運転時の動作を規定するプログラムであり、どの部品Ｐを基板ＰＢのどの位置にどの順番で装着するか等、各部品Ｐに関する装着動作を規定している。このＮＣプログラム３４ａが実行されることにより、装着ヘッド１４は、部品供給部２１より供給される部品Ｐを吸着ノズル１３に吸着させ、その部品Ｐを基板ＰＢに装着させる部品移載動作を繰り返し行う。

ＮＣプログラム３４ａで使用されるパラメータは装着位置、装着方向、装着部品等である。ここで装着位置とは、基板ＰＢに装着する部品Ｐの位置を基板ＰＢに設定された座標原点からＸＹ座標で定めたものであり、装着方向とは、基板ＰＢに装着されるときの部品Ｐの向きを、予め定めた基準の向きからの角度（偏角）φｍ（図４（ａ）参照）によって表したものである。

配列プログラム３４ｂは部品Ｐの配列方法をまとめたプログラムであり、部品供給部２１にどのように部品Ｐを配列するか（どのパーツフィーダ２０にどのような部品Ｐを供給させるか）を規定している。

部品ライブラリ３４ｃは部品Ｐに関する詳しいデータを登録したものであり、上述の配列プログラム３４ｂで部品Ｐの指定が行われると、部品Ｐの基板ＰＢへの装着がこの部品ライブラリ３４ｃのデータに基づいて行われる。部品ライブラリ３４ｃには、部品の形状や種別、寸法、厚さ等のデータのほか、部品Ｐの供給方向が規定されている。ここで部品Ｐの供給方向とは、部品供給部２１より供給されるときの部品Ｐの向きを、前述の部品Ｐの装着方向と同じ基準の向きからの角度（偏角）φｓ（図４（ｂ）参照）によって表したものである。

部品吸着データ３４ｄは、装着ヘッド１４が行う各部品移載動作において、装着ヘッド１４のどの吸着ノズル１３にどの部品Ｐを吸着させるかを規定している。

制御プログラム記憶部３５には、部品吸着データ作成プログラム３５ａが記憶されている。この部品吸着データ作成プログラム３５ａは、データ記憶部３４に記憶される部品吸着データ３４ｄの作成に使用されるプログラムである。

データ作成部３６は、上述の部品吸着データ３４ｄを作成する部分であり、図３に示すように、回転角算出部３６ａ、グループ分け実行部３６ｂ、データ作成実行部３６ｃ及び比較判断部３６ｄを備えている。

回転角算出部３６ａは、基板ＰＢに装着させる各部品Ｐについて、吸着ノズル１３に吸着させてから基板ＰＢに装着されるまでの間に吸着ノズル１３により回転させられる回転角φ１を算出する。この回転角φ１は、部品ライブラリ３４ｃから読み取られる部品Ｐの供給方向を示す角度φｓと、ＮＣプログラム３４ａから読み取られる装着方向を示す角度φｍとの差（φｍ−φｓ）として求められるものであり、吸着ノズル１３の回転角でもある。なお、部品Ｐの回転角φ１は、その回転角φ１の値がそのままデータとして存在するのであれば、その回転角φ１のデータを読み出すようにしてもよい。

グループ分け実行部３６ｂは、回転角算出部３６ａにより算出された回転角φ１が０度である第１のグループ及び回転角φ１が０度でない第２のグループのいずれかに属させるグループ分けを行う。

データ作成実行部３６ｃは第１グループに属する部品Ｐについては第１のグループに属
する部品Ｐのみから成る部品吸着データを作成し、第２のグループに属する部品Ｐについては第２のグループに属する部品Ｐのみから成る部品吸着データを作成する。比較判断部３６ｄは、データ作成実行部３６ｃにおけるデータ作成時に、所定の判断を行う。

入力部３８はキーボードやマウスなどから成り、表示部３９はディスプレイ装置から成る。

図５は部品実装機１が行う部品実装作業の流れを示すフローチャートである。制御装置３０の実装制御部３１は、データ記憶部３４に記憶されたＮＣプログラム３４ａ及び配列プログラム３４ｂに基づいて、機構駆動部３２を介した機構部４０の作動制御を行い、基板ＰＢに部品Ｐを実装する。

実装制御部３１は、部品実装機１の基板搬送路１２に基板ＰＢが投入されたことを図示しないセンサによって検知したら、基板搬送路１２を作動させてその基板ＰＢを部品実装機１内に搬入し、所定の作業位置に位置決めする（ステップＳＴ１）。

実装制御部３１は、基板ＰＢの位置決めを行ったら、装着ヘッド１４を基板ＰＢの上方に位置させ、基板カメラ２２に基板ＰＢの基板位置検出マークＭ（図１）を撮像させる。そして、認識処理部３３を介して得られた基板位置検出マークＭの画像データに基づいて、基板ＰＢの基準位置からの位置ずれを算出する（ステップＳＴ２）。

実装制御部３１は基板ＰＢの位置ずれを算出したら、装着ヘッド１４をパーツフィーダ２０の上方に移動させ、各吸着ノズル１３に部品Ｐを吸着させてピックアップする（ステップＳＴ３）。この部品Ｐのピックアップにおいて、どの吸着ノズル１３にどの部品Ｐを吸着させるかについては、データ記憶部３４に記憶された部品吸着データ３４ｄが参照される。

実装制御部３１は、吸着ノズル１３に部品Ｐを吸着させてピックアップしたら、そのピックアップした部品Ｐが部品カメラ２３の直上に位置するように装着ヘッド１４を移動させ、部品カメラ２３に部品Ｐの撮像を行わせる。そして、認識処理部３３を介して得られた部品Ｐの画像データに基づいて部品Ｐの画像認識（部品認識）を行い（ステップＳＴ４）、吸着ノズル１３に対する部品Ｐの位置ずれ（吸着ずれ）を算出する（ステップＳＴ５）。

実装制御部３１は、部品Ｐの吸着ずれを算出したら、装着ヘッド１４を基板ＰＢの上方に移動させ、吸着ノズル１３に吸着させている部品Ｐを基板ＰＢ上の目標装着位置で離脱させて部品Ｐを基板ＰＢに装着する（ステップＳＴ６）。

実装制御部３１は部品Ｐを基板ＰＢに装着するとき、部品Ｐの供給方向（角度φｓ）を部品ライブラリ３４ｃから読み取るとともに、装着方向（角度φｍ）をＮＣプログラム３４ａから読み取り、これら両角度φｓ，φｍからその部品Ｐの回転角φ１（＝φｍ−φｓ）を算出する。

実装制御部３１は、部品Ｐの回転角φ１を算出したら、その回転角φ１に、部品認識時に求めた部品Ｐの吸着ずれを補正する補正角（符号をφ２とする）を加えた角度θ（＝φ１＋φ２）だけ吸着ノズル１３を回転させて、部品Ｐを基板ＰＢに装着する。またこのとき、基板ＰＢの位置決め時に求めた基板ＰＢの基準位置からの位置ずれが補正されるように吸着ノズル１３の位置も修正する。なお、補正角φ２は通常、１度以下の極めて微小な角度となる。

ステップＳＴ３でピックアップした部品Ｐを全て基板ＰＢに装着したら、現在対象としている基板ＰＢに対して全ての部品Ｐの装着が終了したかどうかの判断を行う（ステップＳＴ７）。その結果、全ての部品Ｐの装着が終了していなかった場合には、ステップＳＴ３〜ステップＳＴ６から成る部品移載動作を繰り返し実行し、全ての部品Ｐの装着が終了していた場合には、基板搬送路１２を作動させて、基板ＰＢを部品実装機１の外部に搬出する（ステップＳＴ８）。これにより基板ＰＢ１枚当たりの部品実装作業が終了し、実装制御部３１は次の基板ＰＢの投入待ちに入る。

部品実装作業はこのような流れで実行されるが、前述のようにステップＳＴ３では、データ記憶部３４に記憶された部品吸着データ３４ｄから、装着ヘッド１４のどの吸着ノズル１３に部品Ｐを吸着するかの情報が読み出される。この部品吸着データ３４ｄは作業者が制御装置３０のデータ作成部３６を通して作成するものであり、この部品吸着データ３４ｄの作成の際には、制御プログラム記憶部３５に記憶された部品吸着データ作成プログラム３５ａが用いられる。以下、部品吸着データ作成プログラム３５ａを用いた部品吸着データ３４ｄの作成の流れについて説明する。

前述のように実装制御部３１は、部品供給部２１より供給される部品Ｐを装着ヘッド１４の吸着ノズル１３に吸着させた後、その部品Ｐの回転角φ１に補正角φ２を加えた角度θ（＝φ１＋φ２）だけ吸着ノズル１３を回転させて（すなわち部品Ｐをθだけ回転させて）、部品Ｐを基板ＰＢに装着するが、吸着ノズル１３による部品Ｐの吸着時はもとより、その後の吸着ノズル１３の回転時においても、吸着ノズル１３に吸着されている部品Ｐ同士が干渉するようなことがあってはならない。

隣接する２つの吸着ノズル１３に吸着された場合に互いに隣接することとなる２つの部品Ｐが吸着ノズル１３の回転時も含めて互いに干渉するか否かの判断を行うには、これら２つの部品Ｐそれぞれの吸着ノズル１３の並び方向（ここではＸ軸方向に相当）にとり得る最大寸法Ｓｍを求めたうえで、両部品Ｐそれぞれの最大寸法Ｓｍの半分の長さ同士の和と、隣接する２つの吸着ノズル１３の軸間距離であるノズルピッチＬ（図６（ａ））とを比較すればよい。この比較の結果、両部品Ｐそれぞれの最大寸法Ｓｍの半分の長さ同士の和がノズルピッチＬよりも大きければ、隣接する２つの吸着ノズル１３に吸着された場合に互いに隣接することとなる両部品Ｐは互いに干渉し、両部品Ｐそれぞれの最大寸法Ｓｍの半分の長さ同士の和がノズルピッチＬよりも小さければ、隣接する２つの吸着ノズル１３に吸着された場合に互いに隣接することとなる両部品Ｐは互いに干渉しない（図６（ｂ），（ｃ））と判断できる。

ここで、両部品Ｐの回転角φ１が双方とも０度でない場合には、各部品Ｐの最大寸法Ｓｍはその部品Ｐの対角寸法Ｓ１となるが（図６（ｂ））、両部品Ｐの回転角φ１が双方とも０度である（補正角φ２しか回転させない）場合には、各部品Ｐの最大寸法Ｓｍはその部品が吸着ノズル１３に吸着されるときの吸着ノズル１３の並び方向の寸法（吸着ノズル１３の並び方向と直交する水平方向から見たときの部品Ｐの投影寸法。以下、「並び方向寸法」と称する）Ｓ２となる（図６（ｃ））。

このため本実施の形態における部品実装機１では、部品吸着データ３４ｄの作成においては、後述するように、基板ＰＢに装着させる各部品Ｐについて、吸着ノズル１３に吸着されてから基板ＰＢに装着されるまでの間に吸着ノズル１３により回転させられる回転角φ１を算出し、各部品Ｐを、算出した回転角φ１が０度である第１のグループ及び回転角φ１が０度でない第２のグループのいずれかに属させるグループ分けをしたうえで、第１のグループに属する部品Ｐについては第１のグループに属する部品Ｐのみから成る部品吸着データを作成し、第２のグループに属する部品Ｐについては第２のグループに属する部品Ｐのみから成る部品吸着データを作成するようになっている。

そして、第１のグループに属する部品Ｐについては、隣接する２つの吸着ノズル１３に吸着させた場合に隣接することとなる２つの部品Ｐそれぞれの吸着ノズル１３の並び方向寸法Ｓ２及びノズルピッチＬに基づいて隣接する２つの部品Ｐが互いに干渉するか否かの判断を行い、その結果、互いに干渉しないと判断した２つの部品を隣接する２つの吸着ノズルに吸着させるデータを作成し、第２のグループに属する部品Ｐについては、隣接する２つの吸着ノズル１３に吸着させた場合に隣接することとなる２つの部品Ｐそれぞれの対角寸法Ｓ１及びノズルピッチＬに基づいて隣接する２つの部品Ｐが互いに干渉するか否かの判断い、その結果、互いに干渉しないと判断した２つの部品を隣接する２つの吸着ノズルに吸着させるデータを作成するようになっている。

図７は、データ作成部３６による部品吸着データ３４ｄの作成工程の流れを示すメインルーチンのフローチャートである。また、図８と図９及び図１０と図１１はそれぞれ、メインルーチンの中のサブルーチンのフローチャートである。図８と図９の処理の流れは、同じ丸付きアルファベット「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」の部分で連続しており、図１０と図１１の処理の流れは、同じ丸付きアルファベット「Ｄ」，「Ｅ」，「Ｆ」の部分で連続している。

作業者により入力部３８から部品吸着データ３４ｄの作成工程を開始する所定の入力がなされたら、データ作成部３６は先ず、一つの基板ＰＢに装着する全部品Ｐの回転角φ１を算出する（ステップＳＴ１１）。部品Ｐの回転角φ１は回転角算出部３６ａが、部品ライブラリ３４ｃに記録された部品Ｐの供給方向（角度φｓ）とＮＣプログラム３４ａに記録された部品Ｐの装着方向（角度φｍ）から求めるが、前述のように、回転角φ１の値がそのままデータとして存在するのであれば、その回転角φ１のデータを読み出すようにしてもよい。

データ作成部３６は、一つの基板ＰＢに装着する全部品Ｐについての回転角φ１を算出したら、グループ分け実行部３６ｂにおいて、これら全部品ＰをステップＳＴ１１で算出した回転角φ１に基づいてグループ分けをする（ステップＳＴ１２）。具体的には、回転角φ１が０度であるものは第１のグループに属させ、回転角φ１が０度でないものは第２のグループの属させるようにグループ分けをする。

データ作成部３６は、上記のグループ分けを行ったら、回転角φ１が０度である第１のグループに属する部品Ｐについての部品吸着データの作成を行う（ステップＳＴ１３）。このステップＳＴ１３は図８及び図９に示すサブルーチンに示す処理過程で処理される。

第１のグループに属する部品Ｐについての部品吸着データの作成では、図８に示すように、先ず、ステップＳＴ１２のグループ分けによって第１グループに属することとなった部品Ｐを、部品ライブラリ３４ｃから読み出した各部品Ｐの寸法から並び方向寸法Ｓ２を求め、その求めた並び方向寸法Ｓ２に基づいてソート（並べ替え）をする（ステップＳＴ２１）。このソートは並び方向寸法Ｓ２が小さい順であってもよいし、大きい順であってもよい。

データ作成部３６は、第１のグループに属する全部品のソートが終了したら、ソート後の先頭の部品Ｐを番号Ｎ＝１の部品Ｐとし（ステップＳＴ２２）、データ作成実行部３６ｃにおいて、番号Ｎ＝１の部品Ｐをマスターノズルに相当する吸着ノズル１３に吸着させるデータを作成する（ステップＳＴ２３）。ここでマスターノズルとは、一の部品移載動作における部品吸着データ３４ｄを作成するときに、初めに部品Ｐを吸着させる吸着ノズル１３であり、例えば、列状に配置された複数の吸着ノズル１３の端部に位置する吸着ノズル１３が指定される。

データ作成部３６は、ステップＳＴ２３が終了したら、次にデータを作成しようとする部品Ｐを番号Ｎ＝Ｎ＋１の部品Ｐとしたうえで（ステップＳＴ２４）、現在データ作成の対象としている番号Ｎの部品Ｐの並び方向寸法Ｓ２を求めるとともに（ステップＳＴ２５）、一つ前に対象とした番号Ｎ−１の部品Ｐの並び方向寸法Ｓ２を求める（ステップＳＴ２６）。

データ作成部３６は、番号Ｎの部品Ｐの並び方向寸法Ｓ２と番号Ｎ−１の部品Ｐの並び方向寸法Ｓ２を求めたら、比較判断部３６ｄにおいて、これら両部品Ｐの並び方向寸法Ｓ２の半分の長さ同士の和をノズルピッチＬと比較し、いずれが大きいかの判断を行う（ステップＳＴ２７）。

その結果、両部品Ｐの並び方向寸法Ｓ２の半分の長さ同士の和がノズルピッチＬよりも小さかった場合には、隣接する２つの吸着ノズル１３に吸着される両部品Ｐは互いに干渉しないと判断し、データ作成部３６は、データ作成実行部３６ｃにおいて、番号Ｎ−１の部品Ｐを吸着させる吸着ノズル１３に隣接する吸着ノズル１３に、番号Ｎの部品Ｐを吸着させるデータを作成する（ステップＳＴ２８）。

一方、両部品Ｐの並び方向寸法Ｓ２の半分の長さ同士の和がノズルピッチＬよりも大きかった場合には、隣接する２つの吸着ノズル１３に吸着される両部品Ｐは互いに干渉すると判断し、表示部３９を介してエラー表示を行ったうえで（ステップＳＴ２９）、作業者が入力部３８から行う入力に応じ、データ作成部３６は、データ作成実行部３６ｃにおいて、番号Ｎの部品Ｐの吸着に関するデータを作成する（ステップＳＴ３０）。このデータは例えば、番号Ｎの部品Ｐを吸着ノズル１３の並び方向に１つ飛ばした次の吸着ノズル１３に吸着させることや、或いは、その部品移載動作におけるそれ以上の部品Ｐの吸着を打ち切ってその部品Ｐの吸着を次の部品移載動作に回すこと等を内容とする。

データ作成部３６は、ステップＳＴ２８又はステップＳＴ３０で、番号Ｎの部品Ｐに関するデータを作成したら、一の部品移載動作についての部品吸着のデータ作成が終了したかどうかの判断を行う（ステップＳＴ３１）。その結果、一の部品移載動作についての部品吸着のデータ作成が終了していなかったときには、ステップＳＴ２４に戻ってステップＳＴ２４〜ステップＳＴ３１の工程を繰り返し、一の部品移載動作についての部品吸着のデータ作成が終了していたときには、第１のグループ内の全部品Ｐについての部品吸着のデータ作成が終了したかどうかの判断を行う（ステップＳＴ３２）。

その結果、第１のグループ内の全部品Ｐについての部品吸着のデータ作成が終了していなかったときにはステップＳＴ２３に戻ってステップＳＴ２３〜ステップＳＴ３１の工程を繰り返し、第１グループ内の全部品Ｐについての部品吸着のデータ作成が終了していたときには、データ作成部３６はステップＳＴ１３のサブルーチンを抜けてメインルーチンに復帰する。

データ作成部３６は、メインルーチンのステップＳＴ１３が終了したら、次いで、回転角φ１が０度でない第２のグループに属する部品Ｐについての部品吸着データの作成を行う（ステップＳＴ１４）。このステップＳＴ１４は図１０及び図１１に示すサブルーチンに示す処理過程で処理される。

第２のグループに属する部品Ｐについての部品吸着データの作成では、図１０に示すように、先ず、ステップＳＴ１２のグループ分けによって第２グループに属することとなった部品Ｐを、部品ライブラリ３４ｃから読み出した各部品Ｐの寸法から対角寸法Ｓ１を求め、その求めた対角寸法Ｓ１に基づいてソートをする（ステップＳＴ４１）。このソート
は対角寸法Ｓ１が小さい順であってもよいし、大きい順であってもよい。

データ作成部３６は、第２のグループに属する全部品のソートが終了したら、ソート後の先頭の部品Ｐを番号Ｎ＝１の部品Ｐとし（ステップＳＴ４２）、データ作成実行部３６ｃにおいて、番号Ｎ＝１の部品Ｐをマスターノズルに相当する吸着ノズル１３に吸着させるデータを作成する（ステップＳＴ４３）。

データ作成部３６は、ステップＳＴ４３が終了したら、次にデータを作成しようとする部品Ｐを番号Ｎ＝Ｎ＋１の部品Ｐとしたうえで（ステップＳＴ４４）、現在データ作成の対象としている番号Ｎの部品Ｐの対角寸法Ｓ１を求めるとともに（ステップＳＴ４５）、一つ前に対象とした番号Ｎ−１の部品Ｐの対角寸法Ｓ１を求める（ステップＳＴ４６）。

データ作成部３６は、番号Ｎの部品Ｐの対角寸法Ｓ１と番号Ｎ−１の部品Ｐの対角寸法Ｓ１を求めたら、比較判断部３６ｄにおいて、これら両部品Ｐの対角寸法Ｓ１の半分の長さ同士の和をノズルピッチＬと比較し、いずれが大きいかの判断を行う（ステップＳＴ４７）。

その結果、両部品Ｐの対角寸法Ｓ１の半分の長さ同士の和がノズルピッチＬよりも小さかった場合には、隣接する２つの吸着ノズル１３に吸着される両部品Ｐは互いに干渉しないと判断し、データ作成部３６は、データ作成実行部３６ｃにおいて、番号Ｎ−１の部品Ｐを吸着させる吸着ノズル１３に隣接する吸着ノズル１３に、番号Ｎの部品Ｐを吸着させるデータを作成する（ステップＳＴ４８）。

一方、両部品Ｐの対角寸法Ｓ１の半分の長さ同士の和がノズルピッチＬよりも大きかった場合には、隣接する２つの吸着ノズル１３に吸着される両部品Ｐは互いに干渉すると判断し、表示部３９を介してエラー表示を行ったうえで（ステップＳＴ４９）、作業者が入力部３８から行う入力に応じ、データ作成部３６は、データ作成実行部３６ｃにおいて、番号Ｎの部品Ｐの吸着に関するデータを作成する（ステップＳＴ５０）。このデータの作成については、前述の第１のグループに属する部品Ｐの対する場合と同様である。

データ作成部３６は、ステップＳＴ４８又はステップＳＴ５０で、番号Ｎの部品Ｐに関するデータを作成したら、一の部品移載動作についての部品吸着のデータ作成が終了したかどうかの判断を行う（ステップＳＴ５１）。その結果、一の部品移載動作についての部品吸着のデータ作成が終了していなかったときには、ステップＳＴ４４に戻ってステップＳ４４〜ステップＳＴ５１の工程を繰り返し、一の部品移載動作についての部品吸着のデータ作成が終了していたときには、第２のグループ内の全部品Ｐについての部品吸着のデータ作成が終了したかどうかの判断を行う（ステップＳＴ５２）。

その結果、第２のグループ内の全部品Ｐについての部品吸着のデータ作成が終了していなかったときにはステップＳＴ４３に戻ってステップＳＴ４３〜ステップＳＴ５１の工程を繰り返し、第２グループ内の全部品Ｐについての部品吸着のデータ作成が終了していたときには、データ作成部３６はステップＳＴ１４のサブルーチンを抜けてメインルーチンに復帰する。

データ作成部３６は、ステップＳＴ１４が終了したら、ステップＳＴ１３及びステップＳＴ１４で作成した部品移載動作ごとの部品吸着のデータを集め、部品吸着データ３４ｄとしてデータ記憶部３４に保存する（ステップＳＴ１５）。データ作成部３６は、ステップＳＴ１５が終了したら、一連の部品吸着データ３４ｄの作成工程を終了する。

このように、本実施の形態における部品実装機１の制御装置３０のデータ作成部３６は
、部品吸着データ３４ｄ、すなわち、部品実装機１が備える装着ヘッド１４に設けられた複数の吸着ノズル１３の各々に部品Ｐを吸着させて基板ＰＢに装着する部品移載動作を繰り返し実行する部品実装作業において用いられる、装着ヘッド１４のどの吸着ノズル１３に部品Ｐを吸着させるかを定めたデータを作成するデータ作成装置として機能するようになっている。

そして、そのデータ作成方法は、基板ＰＢに装着させる各部品Ｐについて、吸着ノズル１３に吸着されてから基板ＰＢに装着されるまでの間に吸着ノズル１３により回転させられる回転角φ１を算出する回転角算出工程（ステップＳＴ１１）と、各部品Ｐを、回転角算出工程で算出した回転角φ１が０度である第１のグループ及び回転角φ１が０度でない第２のグループのいずれかに属させるグループ分けをするグループ分け工程（ステップＳＴ１２）と、第１のグループに属する部品Ｐについては第１のグループに属する部品Ｐのみから成る部品吸着データを作成し、第２のグループに属する部品Ｐについては第２のグループに属する部品Ｐのみから成る部品吸着データを作成するデータ作成工程（ステップＳＴ１３及びステップＳＴ１４）を含むものとなっている。

またこのため、上記データ作成工程は、第１のグループに属する部品Ｐについては、隣接する２つの吸着ノズル１３に吸着させた場合に隣接することとなる２つの部品Ｐそれぞれの吸着ノズル１３の並び方向寸法Ｓ２及び隣接する吸着ノズル１３の軸間距離であるノズルピッチＬに基づいて隣接する２つの部品Ｐが互いに干渉するか否かの判断を行い、第２のグループに属する部品Ｐについては、隣接する２つの吸着ノズル１３に吸着させた場合に隣接することとなる２つの部品Ｐそれぞれの対角寸法Ｓ１及びノズルピッチＬに基づいて隣接する２つの各部品Ｐが互いに干渉するか否かの判断を行う判断工程（ステップＳＴ２７及びステップＳＴ４７）と、判断工程で互いに干渉しないと判断した２つの部品Ｐを隣接する吸着ノズル１３に吸着させるデータを作成するデータ作成実行工程（ステップＳＴ２８及びステップＳＴ４８）を含むようになっている。

また、データ作成装置としての制御装置３０のデータ作成部３６は、基板ＰＢに装着させる各部品Ｐについて、吸着ノズル１３に吸着されてから基板ＰＢに装着されるまでの間に吸着ノズル１３により回転させられる回転角φ１を算出する回転角算出手段（データ作成部３６の回転角算出部３６ａ）と、各部品Ｐを、回転角算出手段により算出された回転角φ１が０度である第１のグループ及び回転角φ１が０度でない第２のグループのいずれかに属させるグループ分けをするグループ分け実行手段（データ作成部３６のグループ分け実行部３６ｂ）と、第１のグループに属する部品Ｐについては第１のグループに属する部品Ｐのみから成る部品吸着データ３４ｄを作成し、第２のグループに属する部品Ｐについては第２のグループに属する部品Ｐのみから成る部品吸着データ３４ｄを作成するデータ作成手段（データ作成部３６のデータ作成実行部３６ｃ及び比較判断部３６ｄ）を備えたものとなっている。

また、本実施の形態における部品実装機１による部品実装方法は、部品実装機１が備える装着ヘッド１４に設けられた複数の吸着ノズル１３の各々に部品Ｐを吸着させて基板ＰＢに装着する部品移載動作を繰り返し実行するものであり、上記データ作成方法により作成された部品吸着データ３４ｄを用いて各部品移載動作を実行するようになっている。

また、このため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２１と、複数の吸着ノズル１３が設けられた装着ヘッド１４と、部品供給部２１より供給される複数の部品Ｐを装着ヘッド１４に設けられた複数の吸着ノズル１３の各々に吸着させて基板ＰＢに装着する部品移載動作（ステップＳＴ３〜ステップＳＴ６）を繰り返し実行させる制御手段（制御装置３０の実装制御部３１）を備え、制御手段は、上記データ作成装置により作成された部品吸着データ３４ｄを用いて装着ヘッド１４に各部品移載動作
を実行させるようになっている。

このように本実施の形態では、基板ＰＢに装着させる各部品Ｐについて、吸着ノズル１３に吸着されてから基板ＰＢに装着されるまでの間に吸着ノズル１３により回転させられる回転角φ１が０度である第１のグループ及び回転角φ１が０度でない第２のグループのいずれかに属させるグループ分けを行い、第１のグループに属する部品Ｐについては第１のグループに属する部品Ｐのみから成る部品吸着データ３４ｄを作成し、第２のグループに属する部品Ｐについては第２のグループに属する部品Ｐのみから成る部品吸着データ３４ｄを作成するようになっている。回転角φ１が０度である第１のグループに属する部品Ｐについては、隣接する２つの吸着ノズル１３に吸着された場合に隣接することとなる２つの部品Ｐそれぞれの吸着ノズル１３の並び方向の寸法（並び方向寸法Ｓ２）と隣接する吸着ノズル１３の軸間距離（ノズルピッチＬ）に基づいて隣接する２つの部品Ｐが互いに干渉するか否かの検討をすればよいので、本来吸着させることができる部品Ｐが吸着不能と判断されてしまう不都合を防止でき、一回の部品移載動作で基板ＰＢに装着させることができる部品数を増大させることができるので、その分、実装効率を向上させることができる。

なお、本実施の形態における部品実装機１では、図１から分かるように、基板搬送路１２を挟んで部品供給部２１が２箇所設けられており、一方の部品供給部２１を構成するパーツフィーダ２０と、他方の部品供給部２１を構成するパーツフィーダ２０によって、基板搬送路１２により位置決めされた基板ＰＢに対し、同一の部品Ｐを互いに１８０度異なる方向に供給することができる。したがって、例えば、一方側の部品供給部２１から部品Ｐを角度φｓ＝０度の供給方向で供給しつつ、他方側の部品供給部２１から部品Ｐを角度φｓ＝１８０度の供給方向で供給することができ、一方側の部品供給部２１から角度φｓ＝０度の供給方向で供給される部品Ｐを角度φｍ＝０度の装着方向で基板ＰＢに装着する場合だけでなく、他方側の部品供給部２１から角度φｓ＝１８０度の供給方向で供給される部品Ｐを角度φｍ＝１８０度の装着方向で装着する場合においても部品Ｐの回転角はφ１＝０度となるので、各装着ヘッド１４が基板搬送路１２を挟んで設置される２箇所の部品供給部２１から部品Ｐをピックアップするようにすれば、一の部品移載動作において基板ＰＢに装着できる部品Ｐの数を更に増大させることができる。

また、上述の実施の形態では、部品実装機１が備える制御装置３０のデータ作成部３６がデータ作成装置として機能しており、データ作成装置が部品実装機１の内部に設けられた構成となっていたが、本発明のデータ作成装置は必ずしも部品実装機１の内部に設けられている必要はなく、部品実装機１の外部に設けられたコンピュータがデータ作成装置として機能し、このコンピュータにより作成されたデータを部品実装機１が用いることができるようにしているのであってもよい。

一回の部品移載動作で基板に装着できる部品数を増大させることができる部品吸着データのデータ作成方法、部品実装方法、データ作成装置及び部品実装機を提供する。

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が備える装着ヘッドの部分正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）本発明の一実施の形態における部品実装機の部品の装着方向を示す基板の平面図（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装機の部品の供給方向を示す部品供給部の部分平面図本発明の一実施の形態における部品実装機が行う部品実装作業の流れを示すフローチャート（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装機が備える吸着ノズルの軸間距離と吸着ノズルに吸着された部品の並び方向寸法を説明する図本発明の一実施の形態における部品吸着データの作成工程の流れを示すフローチャート本発明の一実施の形態における部品吸着データの作成工程の流れを示すフローチャート本発明の一実施の形態における部品吸着データの作成工程の流れを示すフローチャート本発明の一実施の形態における部品吸着データの作成工程の流れを示すフローチャート本発明の一実施の形態における部品吸着データの作成工程の流れを示すフローチャート

１部品実装機
１３吸着ノズル
１４装着ヘッド
２１部品供給部
３１実装制御部（制御手段）
３４ｄ部品吸着データ
３６データ作成部（データ作成装置）
３６ａ回転角算出部（回転角算出手段）
３６ｂグループ分け実行部（グループ分け実行手段）
３６ｃデータ作成実行部（データ作成手段）
３６ｄ比較判断部（データ作成手段）
ＰＢ基板
Ｐ部品
Ｌノズルピッチ（軸間距離）

Claims

部品実装機が備える装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルの各々に部品を吸着させて基板に装着する部品移載動作を繰り返し実行する部品実装作業において用いられる、装着ヘッドのどの吸着ノズルに部品を吸着させるかを定めた部品吸着データを作成するデータ作成方法であって、
基板に装着させる各部品について、吸着ノズルに吸着されてから基板に装着されるまでの間に吸着ノズルにより回転させられる回転角を算出する回転角算出工程と、
各部品を、回転角算出工程で算出した回転角が０度である第１のグループ及び回転角が０度でない第２のグループのいずれかに属させるグループ分けをするグループ分け工程と、
第１のグループに属する部品については第１のグループに属する部品のみから成る部品吸着データを作成し、第２のグループに属する部品については第２のグループに属する部品のみから成る部品吸着データを作成するデータ作成工程とを含み、
データ作成工程は、
第１のグループに属する部品については、隣接する２つの吸着ノズルに吸着させた場合に隣接することとなる２つの部品それぞれの吸着ノズルの並び方向の寸法及び隣接する吸着ノズルの軸間距離に基づいて隣接する２つの部品が互いに干渉するか否かの判断を行い、第２のグループに属する部品については、隣接する２つの吸着ノズルに吸着させた場合に隣接することとなる２つの部品それぞれの対角寸法及び隣接する吸着ノズルの軸間距離に基づいて隣接する２つの部品が互いに干渉するか否かの判断を行う判断工程と、
判断工程で互いに干渉しないと判断した２つの部品を隣接する２つの吸着ノズルに吸着させるデータを作成するデータ作成実行工程とを含むことを特徴とするデータ作成方法。
部品実装機が備える装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルの各々に部品を吸着させて基板に装着する部品移載動作を繰り返し実行する部品実装方法であって、請求項１に記載のデータ作成方法により作成された部品吸着データを用いて各部品移載動作を実行することを特徴とする部品実装方法。
部品実装機が備える装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルの各々に部品を吸着させて基板に装着する部品移載動作を繰り返し実行する部品実装作業において用いられる、装着ヘッドのどの吸着ノズルに部品を吸着させるかを定めた部品吸着データを作成するデータ作成装置であって、
基板に装着させる各部品について、吸着ノズルに吸着されてから基板に装着されるまでの間に吸着ノズルにより回転させられる回転角を算出する回転角算出手段と、
各部品を、回転角算出手段により算出された回転角が０度である第１のグループ及び回転角が０度でない第２のグループのいずれかに属させるグループ分けをするグループ分け実行手段と、
第１のグループに属する部品については第１のグループに属する部品のみから成る部品吸着データを作成し、第２のグループに属する部品については第２のグループに属する部品のみから成る部品吸着データを作成するデータ作成手段とを備え、
データ作成手段は、
第１のグループに属する部品については、隣接する２つの吸着ノズルに吸着させた場合に隣接することとなる２つの部品それぞれの吸着ノズルの並び方向の寸法及び隣接する吸着ノズルの軸間距離に基づいて隣接する２つの部品が互いに干渉するか否かの判断を行い、第２のグループに属する部品については、隣接する２つの吸着ノズルに吸着させた場合に隣接することとなる２つの部品それぞれの対角寸法及び隣接する吸着ノズルの軸間距離に基づいて隣接する２つの部品が互いに干渉するか否かの判断を行い、その結果、互いに干渉しないと判断した２つの部品を隣接する２つの吸着ノズルに吸着させるデータを作成することを特徴とするデータ作成装置。
部品を供給する部品供給部と、複数の吸着ノズルが設けられた装着ヘッドと、部品供給部より供給される複数の部品を装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルの各々に吸着させて基板に装着する部品移載動作を繰り返し実行させる制御手段とを備え、制御手段は、請求項１に記載のデータ作成方法又は請求項３に記載のデータ作成装置により作成された部品吸着データを用いて装着ヘッドに各部品移載動作を実行させることを特徴とする部品実装機。