JP5798074B2 - 電子部品装着装置及び電子部品装着方法 - Google Patents
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Description
この位置補正データの新たな生成は、移載ヘッドによって取り出された電子部品を、カメラが撮像した画像によって認識して当該テープフィーダに収納された電子部品の位置ずれを検出し、この位置ずれ量を低減させるように移載ヘッドの吸着位置を補正する。このように、位置補正データの生成は、いわゆる吸着位置の学習によって行われる場合が多い。
また、機種変更時に、テープフィーダの交換を、フィーダカート毎交換することも行われている。この場合には、例えば、フィーダカートに配置されたテープフィーダの電子部品それぞれについて、吸着位置の教示(目合わせ)を自動行わなければならず、段取り時間が長くなっていた。ポケット認識によって自動で目合わせすることもある程度可能であるが、エンボステープの場合には自動目合わせができないといった問題がある。
本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、機種変更時の段取り替えにおいて、フィーダカートを交換する時に、装置稼動開始時の吸着位置精度を確保すると共に、機種変更時の段取り替えに要する作業時間を短縮することができ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である。
なお、各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、できるだけ説明の重複を避けるため、説明を省略するようにした。
また、以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
1は本発明の電子部品装着装置、80は電子部品装着装置1内の各機器を制御する制御装置、LU,LD,RU,RDはそれぞれ電子部品装着装置1のブロックである、本電子部品装着装置1(以下、必要によって本体1と略す)は、左側の奥と手前に2ブロックLU,LD、右側の奥と手前に2ブロックRU,RDの計4ブロックと制御装置80とを有している。なお、図1では、基本的にLUブロックのみに符号を記す。6は装着ヘッド(移載ヘッド)、11は装着ヘッド6を移動させる装着ヘッド体、13はフィーダが多数設けられたフィーダカート(後述の図2参照)を基本的に1台装着している部品供給エリア、19は装着ヘッド6における電子部品の吸着保持状態を撮像する部品認識カメラ、18は左右移動用レール、16は前後移動用レールである。また、Pは基板、5a〜5dはシュート、7は受渡部である。
図1において、それぞれのブロックには、部品供給エリア13、装着ヘッド6、装着ヘッド体11、部品認識カメラ19が設けられている。装着ヘッド体11は、リニアモータで構成する左右移動用レール18上を左右方向(X方向)に移動し、左右移動用レール18と同様にリニアモータで構成する前後移動用レール16上を前後方向(Y方向)に移動する。
このような動作が4つのブロックでそれぞれ行なわれる。そのために、図1の部品装着装置1は、その中央付近に、基板Pを搬送する4つのシュート5a〜5dを設ける。
奥側2本のシュート5c、5dは、上側ブロック用の基板搬送ラインUを構成し、下側2本のシュート5a、5bは、手前側ブロック用の基板搬送ラインDを構成する。そして、基板Pは、受渡部7により振分けられ基板搬送ラインUまたはDに搬入される。
また、以下の図面において、基板Pの搬送をX方向、Xに垂直な方向をY方向、XとYに垂直な方向をZ方向とする。そして、ブロックにてフィーダカート50が本体1に装着される方向をY+方向とする。
50はフィーダカート、51はベース部、52はフィーダを固定するフィーダ固定部、53はハンドル部、54は部品供給リール67(図3参照)を格納している部品供給リール格納部である。フィーダカート50は、大別してベース部51、フィーダカート50の上部にあるフィーダ固定部52、ハンドル部53、及び部品供給リール格納部54から構成されている。
また、ベース部51において、51aは車輪固定部、51bはロックピンである。さらに、フィーダ固定部52bにおいて、52aはフィーダベース、52bは位置決め孔、52cはフィーダ固定部ガイド、52dはフィーダ信号コネクタ、52eはフィーダガイドである。またさらに、ハンドル部53において、53aは取手、53bは側板、53cは側板52bの先端である。
挿入ゲート部20は、供給テープ60の掛け違い防止手段であり、供給テープ挿入部30は、供給テープを挿入する手段である。また、電子部品取出部40は、取出手段である吸着ノズル17による電子部品の取出(吸着)位置Sに移動させる手段である。さらに、スプロケット駆動部48は、供給テープ挿入部30及び電子部品取出部40を構成する後述する3つのスプロケットを、一体に駆動する手段であり、カセット固定部35は、フィーダをフィーダカート50に固定する手段である。さらにまた、インタフェース36は、信号授受ケーブル(図示しない)を介して本体1との信号の授受を行う。また、供給カセット制御部37は、本体からの情報やフィーダ2に内在する後述するセンサからの信号を受け各部を制御し、本体1との信号授受を行なう。
なお、供給テープ60は、電子部品の収納部を有するキャリアテープと、このキャリアテープをカバーするカバーテープとを有し、キャリアテープにはその一端側に後述するスプロケットと係合し供給テープを移動させるスプロケット孔を一定間隔毎に有する。
供給テープ60の存在の有無は、板ばね31aの中央に設けた光路遮断板31cが光センサの光路を遮断することで検出される。その結果、ゲート部テープ検出センサ31は2つの役割を果たす。1つ目は、挿入ゲート部20から供給テープ60が挿入されたことを検出することである。2つ目は、供給テープ60の後端部がゲート部テープ検出センサ31を通過することで供給テープが終了したことを検出することである。一方、スプロケット32は、スプロケット駆動部48に駆動され、供給テープ60のスプロケット孔と噛み合い供給テープ60を矢印Aの方向に移動させる。
駆動スプロケット41は、供給テープ60を主として駆動する手段である。案内機構42は、駆動スプロケット41がスプロケット孔64(図3参照)を確実に押し出すために、供給テープ60を駆動スプロケット41側に押付ける押付手段を有する。押込スプロケット43は、供給テープ60のセット時にその先端を案内機構42に押し込む。取出口44は、駆動スプロケット41と押込スプロケット43の間に設けられ、吸着ノズル17は、当該取出口44から電子部品を吸着する。駆動部テープ検出センサ45は、押込スプロケット43の手前に設けられ、供給テープの有無を検出する。監視カメラ49は、供給テープ60の移動を監視する監視手段である。
なお、駆動部テープ検出センサ45の構成は、基本的には、ゲート部テープ検出センサ31と同じ構成である。
案内機構42は、供給テープ60の挿入側で、カバーテープをカットし、取出口44から電子部品を取り出すことを可能とする構成を有する。
このことにより、スプロケット駆動機構が簡略化され、3つのスプロケットの駆動タイミングをとる必要がなく制御もし易くなる利点がある。
そしてCPU431は、ROM433に保存された動作プログラムに従い、電子部品装着装置1の部品装着動作に関わる動作を統括制御する。即ち、CPU431は、駆動制御回路426を介してX軸モータ412の駆動を制御し、駆動制御回路427を介してY軸モータ49の駆動を制御する。またCPU431は、駆動制御回路428を介してθ軸モータ415の駆動を制御し、更に駆動制御回路429を介して上下軸モータ414の駆動を制御する。
この結果、RAM432のデータの前の保存(データ)が消去されても、消失せず、電子部品装着装置内に記憶されたデータとして残り、電子部品装着装置毎に、その生産履歴を残すことが可能である。
なお、好ましくは、さらにCPU431と不揮発性メモリ439が直接結合され、CPU431が不揮発性メモリ439のデータを直接読み出せるようにもできる。
即ち、CPU431は、基板認識カメラ419及び部品認識カメラ420の撮像動作を制御し、撮像した画像を認識処理(位置ずれ量の算出など)するように、画像認識処理部430に制御信号を出力し、それらの認識処理結果を受け取る。逆に、画像認識処理部430は、CPU431から指示された処理を実行して、その処理結果をCPU431に出力する。
また例えば、画像認識処理部430は、部品認識カメラ420に制御信号を出力し、装着ヘッド6が吸着している電子部品を撮像するように指示する。部品認識カメラ420は、吸着されている電子部品を撮像し、撮像した画像を画像認識処理部430に出力する。
画像認識処理部430は、基板認識カメラ419が撮像した基板P上のマークの画像から、基板PのXY方向の位置ずれ量や回転ずれ量を算出する。また、画像認識処理部430は、本体1上のマークの画像から、部品認識カメラ420の光軸に対する基板認識カメラ419の光軸の相対的位置ずれ量を算出する。
さらに画像認識処理部430は、部品認識カメラ420が撮像した電子部品の画像をもとに、当該電子部品のXY方向の位置ずれ量や回転ずれ量を画像認識処理部430によって算出する。
例えば、CPU431は、駆動制御回路427に制御信号を出力し、駆動制御回路427は、その制御信号に基づいてY軸モータ49を制御して、装着ヘッド体11をY方向に移動させる。これによってY方向の位置補正がなされる。
また例えば、CPU431は、駆動制御回路426に制御信号を出力し、駆動制御回路426は、その制御信号に基づいてX軸モータ412を制御して、装着ヘッド体11をX方向に移動させる。これによってX方向の位置補正がなされる。
また例えば、CPU431は、駆動制御回路428に制御信号を出力し、駆動制御回路428は、その制御信号に基づいてθ軸モータ415を制御して、装着ヘッド体11をθ回転させる。これによって、鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなされる。
なお、図4において、入力装置435は、電子部品装着装置1の外部より、作業員が入力操作するキーボードやポインティングデバイス等であり、モニタ436は、電子部品装着装置1内に組み込まれた各種の装着データ、実装条件データ、または、認識部品画像の入力画像若しくは処理結果等を表示する。
なお、上述の動作を、CPU431と3種類の記憶手段(RAM432、ROM433及び不揮発性メモリ439)で説明した。しかし、記憶手段はこれらの種類のメモリに限る必要もなく、これらのメモリの役割を他の記憶手段が実行しても良いことは勿論である。
また、オフセットグループとオフセットデータは、フィーダカート名と関連付けされている。従って、フィーダカートが部品を装着する基板の機種名と関連付けされていれば、機種名を指定することによって、当該フィーダカートに収納されたテープフィーダを指定することができる。即ち、機種名から、部品供給エリア13にセットすべきフィーダカート名が決定され、かつ、そのフィーダカートに収納されたテープフィーダを指定することができる。そして、機種変更時に、当該変更する基板名に関連付けされたオフセットデータは、電子部品装着装置の装着データに、フィーダ交換情報として反映される。
さて、上述したように、フィーダカートは、フィーダカートと関連付けられたそれぞれに固有のオフセットデータを備えている。また、これらのデータは、不揮発性メモリ439にあらかじめ保存されている。
なお、テープフィーダに収納されたテープフィーダの1つでも他のテープフィーダに交換された場合には、その時点で吸着位置の教示が実行され、吸着位置の教示のデータによって、オフセットグループのデータ(オフセットデータ)内容が更新される。
この結果、機種変更時に、段取り作業として行われていた吸着位置の教示(フィーダの目合わせ)が不要となり、段取り作業時間を短縮できる。
基板(機種)毎の装着データに、オフセットグループを対応させる場合には、例えば、生産機種名の末尾か所定の場所に、オフセットグループの名前を付加する。なお、交換したフィーダカートが何かという情報は、オペレータが入力装置435を用いて入力しても良いし、フィーダカート毎にバーコード等のIDを付し、リーダで読み取り、CPU431が認識するようにしても良い。
なお、図5及び図6の実施例では、オフセットデータを切り替えているが、オフセットデータ中のフィーダ交換情報(吸着位置の教示データ)のみについて実行するようにしても良い。
ステップS1では、まず生産機種名が「Product−2011−1234」の基板に装着を行うとする。オペレータは、当該生産機種の装着データ名「Product−2011−1234A」から、オフセットグループ名が「A」とフィーダカート名「カートA」と判断し、カートAのフィーダカートを電子部品装着装置の部品供給エリア13にセット(交換)する。
ステップS2では、CPU431は、不揮発性メモリ439を介してRAM432内に生産機種名に対応する装着データ名やオフセットグループ名のリスト(本書では、オフセットグループ名リストと称する)を閲覧できるため、不揮発性メモリ439を介してRAM432に当該機種のオフセットデータを読み出し、装着データとして書き込み、保存する。保存された装着データが、以降の部品実装に使用される。以降、機種変更があるまで、電子部品装着装置は、当該保存された装着データで電子部品の装着を行う。なお、装着データ内の各テープフィーダの目合わせは、常に行われ、位置補正がされるため、目合わせのための位置補正データは常に更新されている。
ステップS4では、まず、CPU431は、更新されながら保存されている直前使用されていた機種(例えば、「Product−2011−1234」の基板のオフセットグループ名が「A」)の装着データを不揮発性メモリ439に書き込む。不揮発性メモリ439では、以前に保存されていたオフセットグループ名が「1234A」)の装着データを新しいデータの内容に更新する。
ステップS5では、CPU431は、不揮発性メモリ439を介してRAM432内に生産機種名に対応する装着データ名やオフセットグループ名のリストを閲覧できるため、不揮発性メモリ439を介してRAM432に当該機種のオフセットデータ(例えば、オフセットグループ名が「B」のオフセットデータ)を読み出し、装着データとして書き込み、保存する。以降、電子部品装着装置は、保存された装着データに基づいて、部品実装を実行する。
そして、ステップS6では、生産機種名が「Product−2011−0246」の基板に装着を行うとする。オペレータは、当該生産機種の装着データ名「Product−2011−0246C」から、オフセットグループ名が「C」であり、フィーダカート名が「カートC」であると判断する。そして、電子部品装着装置の部品供給エリア13にセットされていたフィーダカートを変更する機種で使用するフィーダカートに交換する。例えば、カートBのフィーダカートをカートCのフィーダカートに交換する。
ステップS7では、まず、CPU431は、更新されながら保存されている直前使用されていた機種(例えば、「Product−2011−5678」の基板のオフセットグループ名が「B」)の装着データを不揮発性メモリ439に書き込む。不揮発性メモリ439では、以前に保存されていたオフセットグループ名が「5678B」)の装着データを新しいデータの内容に更新する。
ステップS8では、CPU431は、不揮発性メモリ439を介してRAM432内に生産機種名に対応する装着データ名やオフセットグループ名のリストを閲覧できるため、不揮発性メモリ439を介してRAM432に当該機種のオフセットデータ(例えば、オフセットグループ名が「C」のオフセットデータ)を読み出し、装着データとして書き込み、保存する。以降、電子部品装着装置は、保存された装着データに基づいて、部品実装を実行する。
最後に、ステップS9では、この電子部品装着装置の生産を終了する前に、更新されながら保存されている直前使用されていた機種(例えば、「Product−2011−0246」の基板のオフセットグループ名が「C」)の装着データを不揮発性メモリ439に書き込む。不揮発性メモリ439では、以前に保存されていたオフセットグループ名が「0246C」)の装着データを新しいデータの内容に更新する。
ステップS51では、生産を開始する機種名をLAN(Local Area Network)等の通信手段によって、上位機器から読み出す。そして、読み出した機種名に対応するオフセットデータ名をオフセットグループ名リストから抽出する。
ステップS52では、ステップS51で抽出されたオフセットデータ名のオフセットデータの他、機種切り替えに必要な情報データを不揮発性メモリ439から読み出す。
ステップS53では、読み出したオフセットデータをRAM432の装着データ内に書き込む。
ステップS54では、1枚の基板に部品装着を行う。
ステップS55では、カート交換があるか否かを判定する。カート交換の指示が入力されていた場合にはステップS56に分岐する。また、カート交換の指示がない場合にはステップS54に戻り、部品装着を行う。
ステップS57では、ステップS56で抽出されたオフセットデータ名のオフセットデータの他、機種切り替えに必要な情報データを不揮発性メモリ439から読み出す。
ステップS58では、読み出したオフセットデータをRAM432の装着データ内に書き込む。
ステップS59では、1枚の基板に部品装着を行う。
ステップS60では、生産が終了したか否かを判定する。生産がすべて終了した場合には、本電子部品装着装置の稼働を停止する。また、生産が終了していない場合には、ステップS54に戻り、部品装着を行う。
なお、上記実施例において、前記機種変更時に、前記記憶手段から読み出す基板の位置補正データは、前記フィーダカートにあるすべてのテープフィーダの位置補正データのうちの、前記変更後の基板の位置補正データに関する位置補正データだけでもよい。
Claims (5)
- 少なくとも、供給エリアにセットされ、電子部品を供給するためのフィーダカートと、前記セットされたフィーダカートに収納されたテープフィーダから電子部品を吸着して被実装対象基板に装着する装着ヘッドと、前記装着ヘッドの吸着位置を教示して位置補正データを生成する教示手段と、前記位置補正データを前記フィーダカート毎に保存する記憶手段と、機種変更時に前記フィーダカート毎に保存された前記記憶手段から前記位置補正データを読み出し装着データに反映する制御手段であって前記電子部品装着装置の動作を制御する制御手段とを有する電子部品装着装置であって、
前記制御手段は、機種変更時に、前記装着データに機種変更前の基板の位置補正データがある場合には、当該位置補正データを前記機種変更前の基板の位置補正データとして前記記憶手段に保存または更新し、その後に、機種変更後の基板の位置補正データを前記装着データに反映することを特徴とする電子部品装着装置。 - 請求項1記載の電子部品装着装置において、前記機種変更時には、前記供給エリアから前記セットされた前記フィーダカートを前記フィーダカート毎交換することを特徴とする電子部品装着装置。
- 電子部品を供給する供給エリアにセットされるフィーダカートにそれぞれ収納されたテープフィーダの吸着位置の位置補正データを、前記フィーダカート毎に記憶手段に保存し、機種変更時に、電子部品装着装置の装着データに、機種変更前の基板の位置補正データがある場合には、当該位置補正データを前記変更前の基板の位置補正データとして前記記憶手段に保存または更新し、その後に、機種変更後の基板の位置補正データを前記装着データに反映することを特徴とする電子部品装着方法。
- 請求項3記載の電子部品装着方法において、前記機種変更時には、前記供給エリアから前記セットされた前記フィーダカートを前記フィーダカート毎交換することを特徴とする電子部品装着方法。
- 請求項3または請求項4記載の電子部品装着方法において、前記機種変更時に、前記記憶手段から読み出す基板の位置補正データは、前記フィーダカートにあるすべてのテープフィーダの位置補正データのうちの、前記変更後の基板の位置補正データに関する位置補正データだけであることを特徴とする電子部品装着方法。
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