JP5730663B2 - 電子部品実装機および部品高さ測定方法 - Google Patents
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Description
まず、本実施形態の電子部品実装機の機械的構成について説明する。図1に、本実施形態の電子部品実装機の上面図を示す。図2に、同電子部品実装機の右側面図を示す。図3に、図2の枠III内の拡大図を示す。
ベース2は、床面に配置されている。ベース2の上面には、前後一対のX方向ガイドレール20f、20rが配置されている。X方向ガイドレール20f、20rは、左右方向に延在している。X方向ガイドレール20f、20rは、装着ヘッド32をX方向に案内する、X方向ガイド部としての機能を有している。
XYロボット3は、X方向移動部30と、Y方向移動部31と、装着ヘッド32と、を備えている。X方向移動部30は、前後一対の脚部300f、300rと、移動部本体301と、を備えている。X軸モータ(図略)の駆動力により、脚部300f、300rは、X方向ガイドレール20f、20rに対して、左右方向に摺動可能である。X軸モータは、吸着ノズルを左右方向に駆動する、X方向駆動部としての機能を有している。移動部本体301は、脚部300f、300r間に架設されている。移動部本体301の右面には、上下一対のY方向ガイドレール302U、302Dが配置されている。Y方向ガイドレール302U、302Dは、装着ヘッド32をY方向に案内する、Y方向ガイド部としての機能を有している。Y軸モータ(図略)の駆動力により、Y方向移動部31は、Y方向ガイドレール302U、302Dに対して、前後方向に摺動可能である。Y軸モータは、吸着ノズルを前後方向に駆動する、Y方向駆動部としての機能を有している。
リボルバヘッド9は、ヘッド本体90と、合計12個の吸着ノズル91と、合計12個のレバー部92と、合計12個のキャップ93と、を備えている。ヘッド本体90は、短軸円柱状を呈している。ヘッド本体90は、ノズル取付部324bに交換可能に取り付けられている。ヘッド本体90の外周面には、合計12個のレバー部収容孔900が形成されている。レバー部収容孔900は、径方向に延在している。ヘッド本体90の下面には、合計12個のノズル収容孔901が形成されている。ノズル収容孔901は、上下方向に延在している。レバー部収容孔900の径方向内端とノズル収容孔901の上端とは連通している。
図1〜図3に戻って、基板搬送部4は、前後一対の壁部40f、40rと、前後一対のコンベアベルト41f、41rと、を備えている。基板搬送部4は、ベース2の上面に配置されている。基板搬送部4は、前後一対のX方向ガイドレール20f、20r間に配置されている。基板搬送部4は、X方向移動部30の移動部本体301の下方に配置されている。
基板バックアップ部5は、バックアップテーブル50と、昇降ロッド51と、多数のバックアップピン52と、を備えている。基板バックアップ部5は、前後一対の壁部40f、40r間に配置されている。昇降ロッド51は、ベース2の上面に対して、上下方向に出没可能に配置されている。バックアップテーブル50は、昇降ロッド51の上端に配置されている。多数のバックアップピン52は、バックアップテーブル50の上面に配置されている。図1〜図3に示すように、電子部品装着時において、基板Bは、基板搬送部4のクランプ部401fと、基板バックアップ部5のバックアップピン52と、により上下方向から挟持され、固定される。
高度センサ6fは、センサ本体60fとシャフト61fとを備えている。図3に示すように、センサ本体60fは、壁部40fの前面に配置されている。シャフト61fは、センサ本体60fの上面から上方に延在している。シャフト61fの上端面は、検出面610fである。検出面610fの高度(検出高度h1)は、電子部品装着時における基板Bの上面の高度(基板上面高度h0)と一致している。検出面610fに検出対象物が接触すると、高度センサ6fは後述する制御部に電気信号を送信する。高度センサ6rは、壁部40rの後面に配置されている。高度センサ6rの構成は、高度センサ6fの構成と同様である。
部品供給装置7f、7rは、いわゆるテープフィーダである。部品供給装置7fは、ベース2の前縁に取り付けられている。部品供給装置7fには、交換可能に、多数の部品供給部材70fが配置されている。部品供給部材70fは、いわゆるテープである。部品供給部材70fには、多数の電子部品が収容されている。多数の電子部品は、図1にハッチングで示す部品供給位置P0から、吸着ノズル91により取り出される。部品供給装置7rは、ベース2の後縁に取り付けられている。部品供給装置7rの構成は、部品供給装置7fの構成と同様である。
パーツカメラ8fは、脚部300fの右面に配置されている。パーツカメラ8fは、部品供給装置7fと基板Bとの間に配置されている。このため、電子部品装着時において、吸着ノズル91は、必ずパーツカメラ8fの上空を通過する。パーツカメラ8rは、脚部300rの右面に配置されている。
次に、本実施形態の電子部品実装機の電気的構成について説明する。図6に、本実施形態の電子部品実装機のブロック図を示す。図6に示すように、制御部10は、演算部100と、記憶部101と、入出力部102と、を備えている。入出力部102には、パーツカメラ8f、8rと、画像処理装置103と、高度センサ6f、6rと、X軸モータ104と、Y軸モータ105と、Z軸モータ321と、第一θ軸モータ106と、第二θ軸モータ107と、が電気的に接続されている。
次に、本実施形態の電子部品実装機の吸着ノズルの動きについて説明する。吸着ノズル91を左右方向に移動させる場合は、図6に示す制御部10が、X軸モータ104を駆動する。すなわち、図2に示すX方向移動部30ごと、吸着ノズル91を左右方向に移動させる。
次に、本実施形態の部品高さ測定方法について説明する。本実施形態の部品高さ測定方法は、吸着面接触ステップと、第一吸着状態確認ステップと、部品下面接触ステップと、第二吸着状態確認ステップと、部品高さ算出ステップと、を有している。
吸着面接触ステップは、基板Bの生産開始前に実行される。また、12個の吸着ノズルの各々に対して実行される。図9に、本実施形態の電子部品実装機の吸着面接触ステップにおける拡大右側面図を示す。なお、図9に示す部分は、図2の枠III内(つまり図3)に対応している。
図2に示すように、基板Bの生産が進むのに従って、部品供給装置7fの部品供給部材70fの電子部品は、徐々に消費される。部品供給部材70fが空になると、空の部品供給部材70fが、新しい部品供給部材70fに交換される。
部品下面接触ステップは、第一吸着状態確認ステップ同様に、部品供給部材70fの交換後、所定数の電子部品を装着する際に実行される。図12に、本実施形態の電子部品実装機の部品下面接触ステップにおける拡大右側面図を示す。なお、図12に示す部分は、図2の枠III内(つまり図3)に対応している。
第二吸着状態確認ステップは、第一吸着状態確認ステップ同様に、部品供給部材70fの交換後、所定数の電子部品を装着する際に実行される。第二吸着状態確認ステップの実行方法は、第一吸着状態確認ステップの実行方法(図11参照)と同様である。図6に示すように、画像処理装置103は、吸着ノズル91に対する電子部品Pの吸着状態を確認する。吸着状態が良好である場合は、後述する部品高さ算出ステップが実行される。吸着状態が良好でない場合(例えば、部品下面接触ステップにより、電子部品Pの吸着状態が悪くなった場合)は、吸着状態が補正される。
部品高さ算出ステップは、第一吸着状態確認ステップ同様に、部品供給部材70fの交換後、所定数の電子部品を装着する際に実行される。図13に、本実施形態の電子部品実装機の部品高さ算出ステップの模式図を示す。図13の左側に示すのが、吸着面接触ステップにおける吸着ノズル91と高度センサ6fである。右側に示すのが、部品下面接触ステップにおける吸着ノズル91と高度センサ6fである。
次に、本実施形態の電子部品実装機および部品高さ測定方法の作用効果について説明する。本実施形態の電子部品実装機1および部品高さ測定方法によると、図13に示すように、単一のセンサ(高度センサ6f、6r)を用いて電子部品Pの部品高さL2を算出することができる。また、算出された部品高さL2を参照して、電子部品Pを基板Bに装着する際の吸着ノズル91の下降量(装着ストローク)を決定することができる。このため、オーバーストロークやアンダーストロークの状態になることを、簡単に抑制することができる。
以上、本発明の電子部品実装機および部品高さ測定方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
10:制御部、20f:X方向ガイドレール、20r:X方向ガイドレール、30:X方向移動部、31:Y方向移動部、32:装着ヘッド、40f:壁部、40r:壁部、41f:コンベアベルト、41r:コンベアベルト、50:バックアップテーブル、51:昇降ロッド、52:バックアップピン、60f:センサ本体、61f:シャフト、70f:部品供給部材、90:ヘッド本体、91:吸着ノズル、92:レバー部、93:キャップ。
100:演算部、101:記憶部、102:入出力部、103:画像処理装置、104:X軸モータ、105:Y軸モータ、106:第一θ軸モータ、107:第二θ軸モータ、300f:脚部、300r:脚部、301:移動部本体、302U:Y方向ガイドレール、302D:Y方向ガイドレール、320:ブラケット部、320a:収容孔、320b:軸受部、321:Z軸モータ、322:ボールねじ部、323:ナット部、324:ヘッド本体、324a:スプライン軸部、324b:ノズル取付部、325:ノズル回転用ギア部、325a:ギア本体、325b:スプライン筒部、325c:ガイド筒部、325d:ノズル駆動ギア部、326:フック回転用ギア部、326a:ギア本体、326b:フック、326c:フック駆動ギア部、400f:壁部本体、401f:クランプ部、610f:検出面、900:レバー部収容孔、901:ノズル収容孔、910:吸着面、920:レバー本体、921:揺動軸、922:枠体。
B:基板、L0:下降量、L1:下降量、L2:部品高さ、P:電子部品、P0:部品供給位置、h0:基板上面高度、h1:検出高度。
Claims (10)
- 基板の上面の高度である基板上面高度と略等しい検出高度において検出対象物の接触を検出する上向きの検出面を有する高度センサと、
電子部品を吸着する下向きの吸着面を有し、該電子部品を該基板の該上面に装着する吸着ノズルと、
該吸着ノズルを下降させ、該吸着面を該検出面に接触させることにより、該吸着面の高度である吸着面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる吸着面接触ステップと、該吸着面に該電子部品が吸着された状態で該吸着ノズルを下降させ、該電子部品の下面を該検出面に接触させることにより、該電子部品の該下面の高度である部品下面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる部品下面接触ステップと、該吸着面接触ステップにおける該吸着ノズルの下降量と、該部品下面接触ステップにおける該吸着ノズルの下降量と、の差分から、該電子部品の高さを算出する部品高さ算出ステップと、を実行する制御部と、
を備え、
該吸着面および該電子部品の該下面よりも、該検出面の方が、面積が大きい電子部品実装機。 - 複数の前記電子部品が収容された部品供給部材が交換可能に配置される部品供給装置を備え、
前記制御部は、該部品供給部材の交換後に、前記部品下面接触ステップおよび前記部品高さ算出ステップを実行する請求項1に記載の電子部品実装機。 - 前記吸着ノズルの前記吸着面に対する前記電子部品の吸着状態を撮像するパーツカメラを備え、
前記制御部は、前記部品下面接触ステップ前後のうち少なくとも一方の機会に、該パーツカメラにより該吸着面に対する該電子部品の吸着状態を確認する吸着状態確認ステップを実行する請求項2に記載の電子部品実装機。 - 前記部品供給部材の交換後に、N個(Nは2以上の自然数)の前記電子部品に対して、前記部品下面接触ステップおよび前記部品高さ算出ステップを実行し、N個の該電子部品の平均部品高さを算出し、
該平均部品高さに基づいて、N+1個目以降の該電子部品を前記基板に装着する際の前記吸着ノズルの下降量を決定する請求項2または請求項3に記載の電子部品実装機。 - 前記吸着面または前記電子部品の前記下面が前記検出面に接触していない状態において、該検出面は前記検出高度よりも高い高度に配置されており、
前記吸着面接触ステップにおいては、前記吸着ノズルを下降させ、該吸着面が該検出面を押圧することで、該検出面を該検出高度まで下降させ、前記吸着面高度と、該検出高度つまり前記基板上面高度と、を一致させ、
前記部品下面接触ステップにおいては、該吸着ノズルを下降させ、該電子部品の該下面が該検出面を押圧することで、該検出面を該検出高度まで下降させ、前記部品下面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の電子部品実装機。 - 基板の上面の高度である基板上面高度と略等しい検出高度において検出対象物の接触を検出する上向きの検出面を有する高度センサに対して、下向きの吸着面を有する吸着ノズルを下降させ、該吸着面を該検出面に接触させることにより、該吸着面の高度である吸着面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる吸着面接触ステップと、
該高度センサに対して、該吸着面に電子部品が吸着された状態で該吸着ノズルを下降させ、該電子部品の下面を該検出面に接触させることにより、該電子部品の該下面の高度である部品下面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる部品下面接触ステップと、
該吸着面接触ステップにおける該吸着ノズルの下降量と、該部品下面接触ステップにおける該吸着ノズルの下降量と、の差分から、該電子部品の高さを算出する部品高さ算出ステップと、
を有し、
該吸着面および該電子部品の該下面よりも、該検出面の方が、面積が大きい部品高さ測定方法。 - 複数の前記電子部品が収容された部品供給部材が交換可能に配置される部品供給装置において、該部品供給部材の交換後に、前記部品下面接触ステップおよび前記部品高さ算出ステップは実行される請求項6に記載の部品高さ測定方法。
- 前記部品下面接触ステップ前後のうち少なくとも一方の機会に、前記吸着ノズルの前記吸着面に対する前記電子部品の吸着状態を確認する吸着状態確認ステップを有する請求項7に記載の部品高さ測定方法。
- 前記部品供給部材の交換後に、N個(Nは2以上の自然数)の前記電子部品に対して、前記部品下面接触ステップおよび前記部品高さ算出ステップを実行し、N個の該電子部品の平均部品高さを算出し、
該平均部品高さに基づいて、N+1個目以降の該電子部品を前記基板に装着する際の前記吸着ノズルの下降量を決定する請求項7または請求項8に記載の部品高さ測定方法。 - 前記吸着面または前記電子部品の前記下面が前記検出面に接触していない状態において、該検出面は前記検出高度よりも高い高度に配置されており、
前記吸着面接触ステップにおいては、前記吸着ノズルを下降させ、該吸着面が該検出面を押圧することで、該検出面を該検出高度まで下降させ、前記吸着面高度と、該検出高度つまり前記基板上面高度と、を一致させ、
前記部品下面接触ステップにおいては、該吸着ノズルを下降させ、該電子部品の該下面が該検出面を押圧することで、該検出面を該検出高度まで下降させ、前記部品下面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる請求項6ないし請求項9のいずれかに記載の部品高さ測定方法。
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