JP5819745B2 - 部品装着装置および部品装着方法 - Google Patents

Description

本発明は、対象物に部品等を装着する技術に関し、特に、プリント基板への電子部品の装着など、小型の部品を多数装着する部品装着装置および部品装着方法に適用して有効な技術に関するものである。

例えば、電気製品等に用いられるプリント基板には、小型の部品を多数装着する必要があり、通常はプリント基板等に対して部品を機械的に装着する部品装着装置が利用される。これにより、部品の装着作業を効率的に高いスループットで実施することが可能となっている。一方で、近年では、電子機器等の小型化への要求や回路構成の複雑化への対応などに伴い、プリント基板やこれに装着する電子部品の小型化や部品の多品種化が進んでいる。例えば、数ｃｍ角のプリント基板に複数種類の微小な電子部品を数百個単位で装着するというようなことも要求される。

このような要求に対して、例えば、特開２００１−１１１３００号公報（特許文献１）には、部品を供給するための部品供給ユニットと、前記部品供給ユニットにより供給された前記部品を保持するための部品保持ユニットと、前記部品保持ユニットにより保持された前記部品の外形、位置を認識するための部品認識ユニットと、前記部品認識ユニットによる認識結果に基づいて、前記部品保持ユニットにより保持された前記部品を任意の位置に位置決めするための部品位置決めユニットとを備え、各ユニットが、前記部品や基板に応じた任意のユニットに交換・組み合わせ可能に構成されていることで、実装内容や実装規模に柔軟に対応して部品を基板に実装することができる小型で簡易な構成の部品実装ラインを提供することを可能とする技術が記載されている。

さらに、例えば、特許第４４５７１７３号明細書（特許文献２）には、複数の装着ユニットの部品装着部の各々に、汎用装着ヘッドと、その汎用装着ヘッドよりも装着可能な電子回路部品の種類は少ないが装着能率が優れた高能率装着ヘッドとを含む複数種類の装着ヘッドを選択的に取り付け可能とし、かつ、複数の装着ユニットの各々において使用される装着ヘッドの種類を予め定められた規則に従って決定する装着ヘッド選択部を含み、かつ、その装着ヘッド選択部が、複数の装着ユニットによって生産予定のプリント回路板の生産が可能であり、かつ、汎用装着ヘッドの取付数が最も少なくなるように、装着ヘッドの種類を決定することで、それぞれ電子回路部品を回路基板に装着する複数の装着ユニットを直列に含む電子回路部品装着システムをさらに使い勝手の良いものとする技術が記載されている。

特開２００１−１１１３００号公報 特許第４４５７１７３号明細書

上述した特許文献１や特許文献２などには、プリント基板等に対して複数種類の部品を機械的に装着する部品装着装置に係る従来技術が記載されている。しかしながら、これらの従来技術に係る部品装着装置では、例えば、多品種混在生産ラインのように多数の種類の部品を装着する必要がある場合、柔軟に対応することが可能ではあるものの、装着ユニットの交換や部品供給部のフィーダ交換等の段取り作業が必要となり、生産スループットが低下する。

このような段取り作業を回避するためには、例えば、必要な部品種類を全て提供可能なように多数の装着ユニットを連結する方法が考えられる。しかしながら、装着ユニットの数が増えると、装着ユニット間のプリント基板の搬送や固定、基板位置の認識、部品の装着等の処理を何度も繰り返す必要が生じ、やはり生産スループットが低下する。一方で、この繰り返し処理の回数を減らすために、例えば、一つの装着ユニットの部品供給部のフィーダ数を増やすことも考えられる。しかしながら、その結果、一つの装着ユニットが大きくなることによる各部品装着ヘッドの移動距離の増加や、一つの装着ユニットにおいて同時に動作可能な部品装着ヘッド数の減少などにより、やはり生産スループットが低下するという課題がある。

そこで本発明の目的は、一つの装着ユニットで多数の部品種類を高スループットで装着可能な部品装着装置および部品装着方法を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

本発明の代表的な実施の形態による部品装着装置は、部品供給部から供給される複数種類の部品を、対象物搬送路に固定された対象物に装着する部品装着装置であって、前記部品供給部と前記対象物搬送路との間に複数の部品受け渡しテーブルを有し、さらに、前記部品供給部と前記各部品受け渡しテーブルを含む領域の上方を移動可能な複数の部品取り出しヘッドと、前記部品受け渡しテーブルと前記対象物搬送路を含む領域の上方を相互に交差することなく移動可能な、前記部品受け渡しテーブルと同数の部品装着ヘッドとを有し、前記部品取り出しヘッドは、前記部品供給部から必要な部品を取り出して所定の前記部品受け渡しテーブルに配置するとともに、前記部品装着ヘッドは、前記各部品取り出しヘッドによって対応する前記部品受け渡しテーブルに配置された部品を取得して、前記対象物の所定の位置に装着することを特徴とするものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、多くの装着ユニット（モジュール）を連結することなく、一つの装着ユニットで多数の部品種類を高スループットで装着することが可能となる。

本発明の実施の形態１である部品装着装置の構成例について概要を示した上面図である。 本発明の実施の形態１における部品装着ヘッドの構成例について概要を示した斜視図である。 本発明の実施の形態１における部品装着ヘッドの構成例について概要を示した底面図である。 本発明の実施の形態１における部品装着ノズル組の構成例について概要を示した斜視図である。 本発明の実施の形態１における部品受け渡しテーブルの構成例について概要を示した斜視図である。 本発明の実施の形態１における部品取り出しヘッドの構成例について概要を示した斜視図である。 本発明の実施の形態１における部品取り出しノズル組の構成例について概要を示した斜視図である。 本発明の実施の形態１における制御システムの構成例について概要を示した図である。 本発明の実施の形態１における部品装着プログラムの処理の流れの例について概要を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態２における部品装着ノズル組の構成例について概要を示した斜視図である。 本発明の実施の形態３における部品装着ヘッドの構成例について概要を示した斜視図である。 本発明の実施の形態３における部品装着ノズル組の構成例について概要を示した斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１である部品装着装置は、例えば、プリント基板等の対象物に複数種類の電子部品等の部品を多数装着することを可能とする装置である。本実施の形態の部品装着装置は、従来技術のように、部品装着ヘッドが部品供給部から直接部品を取り出して対象物に装着するのではなく、部品供給部から部品を取り出す動作を専ら行う複数の部品取り出しヘッドと、部品取り出しヘッドが取り出した部品を配置する複数の部品受け渡しテーブルとを有し、部品装着ヘッドは、部品供給部からではなく部品受け渡しテーブルから部品を取得して対象物に装着するという構成を有する。

このように、部品装着ヘッドに加えて部品取り出しヘッドを追加することで、部品の取り出しと装着の動作とを、部品受け渡しテーブルを介して同時並行的に行うことを可能とするとともに、各ヘッドの移動距離を従来技術における部品装着ヘッドの移動距離よりも短くすることができるため、部品の取り出しから装着までを短時間で行うことができ、生産スループットの改善を可能とする。

また、本実施の形態の部品装着装置は、従来技術のように、部品装着ヘッドが吸着した複数の部品を１つずつ装着するのに加え、部品装着ヘッドが吸着した複数の部品を一度の動作で同時に複数装着することを可能とする。これにより、従来技術と比較して部品装着時の部品装着ヘッドの移動回数を低減することができ、生産スループットの向上を可能とする。

図１は、本実施の形態における部品装着装置の構成例について概要を示した上面図である。図１では、部品装着装置１００において部品装着の動作を行う機構に係る部分の構成例を示しており、図中の水平方向をＸ軸方向、垂直方向をＹ軸方向としている。部品装着装置１００は、例えば、部品供給部１０１、部品取り出しヘッド１０２、部品取り出しヘッドＸ軸駆動部１０３、部品取り出しヘッドＹ軸駆動部１０４、部品受け渡しテーブル１０５、取り出し部品認識カメラ１０６、装着部品認識カメラ１０７、部品装着ヘッド１０８、部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９、プリント基板搬送路１１０、および装置フレーム１１１を有する。

図１の例では、部品を装着する対象のプリント基板を搬送・固定するプリント基板搬送路１１０に対して、Ｙ軸方向の両側に複数（図１の例では４つずつ）の部品受け渡しテーブル１０５がＸ軸方向に沿って配置され、さらにその外側にフィーダにより電子部品を供給する部品供給部１０１が配置されている。各部品供給部１０１の上方には、部品供給部１０１のＸ軸方向に沿って部品取り出しヘッドＸ軸駆動部１０３がそれぞれ配置されている。

また、プリント基板搬送路１１０の両側の、各部品供給部１０１と部品受け渡しテーブル１０５を含む領域の上方には、Ｙ軸方向に沿って複数（図１の例では２つずつ）の部品取り出しヘッドＹ軸駆動部１０４が配置されており、それぞれに対して部品取り出しヘッド１０２が１つずつ取り付けられている。各部品取り出しヘッド１０２は、部品取り出しヘッドＹ軸駆動部１０４に沿って、部品供給部１０１と部品受け渡しテーブル１０５を含む領域の上方をＹ軸方向に移動可能なストロークを有する。また、各部品取り出しヘッドＹ軸駆動部１０４（およびこれに取り付けられた部品取り出しヘッド１０２）は、部品取り出しヘッドＸ軸駆動部１０３により、部品供給部１０１と各部品受け渡しテーブル１０５を含む領域の上方をＸ軸方向に移動可能なストロークを有する。

一方、プリント基板搬送路１１０の上方には、Ｙ軸方向に沿って複数（図１の例では、プリント基板搬送路１１０の両側に配置された部品受け渡しテーブル１０５の対の数と同じ４つ）の部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９が配置されており、それぞれに対して部品装着ヘッド１０８が一対（２つ）取り付けられている。各部品装着ヘッド１０８は、各部品受け渡しテーブル１０５と対応しており、部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９に沿って、プリント基板搬送路１１０および対応する部品受け渡しテーブル１０５を含む領域の上方をＹ軸方向に移動可能なストロークを有する。

なお、図１の例では、部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９の数を、プリント基板搬送路１１０の両側に配置された部品受け渡しテーブル１０５の対の数と同じ（図１の例では４つ）とし、１つの部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９につき２つの部品装着ヘッド１０８を取り付けるものとしているが、部品受け渡しテーブル１０５と同数の部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９を設けて、１つの部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９につき１つの部品装着ヘッド１０８を取り付けるようにしてもよい。

また、各部品受け渡しテーブル１０５に対して、部品受け渡しテーブル１０５と部品供給部１０１との間にそれぞれ取り出し部品認識カメラ１０６が配置されている。またプリント基板搬送路１１０と各部品受け渡しテーブル１０５との間にそれぞれ装着部品認識カメラ１０７が配置されている。

図１の例では、プリント基板搬送路１１０のＹ軸方向の両側に対称的に部品供給部１０１、部品取り出しヘッド１０２、部品取り出しヘッドＸ軸駆動部１０３、部品取り出しヘッドＹ軸駆動部１０４、部品受け渡しテーブル１０５、取り出し部品認識カメラ１０６、および装着部品認識カメラ１０７の各部を配置する構成とすることで、処理の並列度をより高め、生産スループットを向上させるとともに、装置構成の小型化を図っているが、プリント基板搬送路１１０の片側だけにこれら各部を有する構成であってもよい。また、Ｘ軸方向には、部品取り出しヘッドＹ軸駆動部１０４をプリント基板搬送路１１０の両側に２つずつ、部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９を４つ有する構成としているが、数はこれらに限られず、部品装着装置１００の規模等に応じて適宜設定することができる。

図２は、本実施の形態における部品装着ヘッド１０８の構成例について概要を示した斜視図である。部品装着ヘッド１０８は、部品受け渡しテーブル１０５から複数の部品を同時に取得して、取得した部品をプリント基板搬送路１１０上のプリント基板に装着するものであり、例えば、部品装着ヘッドベース部２０１、プリント基板認識カメラ２０４、および複数（図２の例では８つ）の部品装着ノズル組２０５を有する。

部品装着ヘッド１０８は、例えば、図１の例における部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９が有する部品装着ヘッドＹ軸駆動部ガイド２０２を介して部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９に取り付けられる。部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９は、例えば、部品装着ヘッドＹ軸駆動部送りねじ２０３を有し、これによって、部品装着ヘッドベース部２０１を介して部品装着ヘッド１０８全体を部品受け渡しテーブル１０５とプリント基板搬送路１１０の上方でＹ軸方向に移動可能なストロークを有する。

図３は、本実施の形態における部品装着ヘッド１０８の構成例について概要を示した底面図である。本実施の形態では、部品装着ヘッド１０８は、部品装着ヘッドベース部２０１の底面に２本１組の部品装着ノズルＹ軸ガイド２０６を複数組（図３の例では２組）並行に有しており、各組に対して部品装着ノズル組２０５がそれぞれ列状に複数（図３の例では各組について４つずつ）取り付けられている。各部品装着ノズル組２０５は、部品装着ノズルＹ軸ガイド２０６に沿ってＹ軸方向に移動可能なストロークを有する。なお、部品装着ノズルＹ軸ガイド２０６の組の数（部品装着ノズル組２０５の列の数）や、各組に対して取り付けられる部品装着ノズル組２０５の数は、図示した例に限らず、適宜設定することができる。また、図３の例では、部品装着ノズル組２０５を列状に配置しているが、配置の形状は特にこれに限られない。

図４は、本実施の形態における部品装着ノズル組２０５の構成例について概要を示した斜視図である。部品装着ノズル組２０５は、部品受け渡しテーブル１０５上に配置された部品を吸着等により取得して、プリント基板上の所定の位置に装着するノズルであり、例えば、部品装着ノズルＹ軸駆動部２０７、部品装着ノズルＹ軸ベース部２０８、部品装着ノズルＸ軸駆動部２０９、部品装着ノズルＸ軸ベース部２１０、部品装着ノズル回転機構部２１１、部品装着ノズル上下駆動部２１２、部品装着ノズル本体２１３を有する。

部品装着ノズル組２０５は、部品装着ノズルＹ軸ベース部２０８および部品装着ノズルＹ軸ガイド２０６を介して、図２、図３に示すように、部品装着ヘッド１０８の底面に支持され、部品装着ノズルＹ軸駆動部２０７によって、部品装着ノズルＹ軸ガイド２０６に沿ってＹ軸方向に移動可能なストロークを有する。また、部品装着ノズルＹ軸ベース部２０８の下部に部品装着ノズルＸ軸駆動部２０９を介して取り付けられた部品装着ノズルＸ軸ベース部２１０は、部品装着ノズルＸ軸駆動部２０９に沿ってＸ軸方向に移動可能なストロークを有する。すなわち、これらの移動により、部品装着ノズル本体２１３の位置をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させて微調整することが可能である。

さらに、部品装着ノズル本体２１３は、部品装着ノズル回転機構部２１１および部品装着ノズル上下駆動部２１２を介して部品装着ノズルＸ軸ベース部２１０に取り付けられている。これらにより、部品装着ノズル本体２１３は、ＸＹ平面上で回転可能であり、また、上下方向に移動可能なストロークを有する。すなわち、これらの移動等により、部品装着ノズル本体２１３の先端に吸着等（例えば空気圧等を利用）により保持された部品の姿勢を調整し、プリント基板搬送路１１０上のプリント基板の所定の位置で解放することで部品を装着することが可能である。この部品装着ノズル本体２１３は、装着する部品の種類等に応じて異なる特性のものを適宜付け替えることが可能である。

なお、図４の例に示すように、本実施の形態では、部品装着ノズル組２０５において、部品を取得して保持し、装着する部材（部品装着部材）として、部品を吸着して保持するノズルを用いているが、部品装着部材はこれに限らず、例えば、部品を挟んで取得して保持するチャック等を用いることも可能である。また、図４の例では、例えば、部品装着ノズルＹ軸駆動部２０７は、部品装着ノズル組２０５を部品装着ノズルＹ軸ガイド２０６に沿って移動させるためにラックアンドピニオン機構を用いているが、これに限らず、他の各駆動部も含め、例えば、ピエゾアクチュエーターやリニアモーターなどの公知の各種技術を適宜利用することができる。

従来の部品装着ヘッドは、例えば円形であり、１つの部品装着ヘッドに、部品装着のためのノズルを円状に複数配置する構成をとっており、１つの部品装着ヘッドは同時に複数の部品を吸着することが可能となっている。しかしながら、これらの部品をプリント基板等の対象物に装着する際には、例えば円形の部品装着ヘッドを回転させながら、一度に１つずつ位置決めをして装着することになる。従って、部品装着ヘッドが吸着した全ての部品を装着するためには、原則として吸着した部品数と同じ回数分、部品装着ヘッドの装着位置への移動と部品装着の動作を繰り返す必要がある。

一方で、本実施の形態では、部品装着ヘッド１０８において、複数の部品装着ノズル組２０５が、それぞれ個別に独立して位置や姿勢を微調整することができるため、同時に複数（種類）の部品を装着することが可能である。従って、従来の部品装着ヘッドと比較して、部品装着ヘッド１０８の移動回数を削減することができ、生産スループットを向上させることができる。

図５は、本実施の形態における部品受け渡しテーブル１０５の構成例について概要を示した斜視図である。部品受け渡しテーブル１０５は、部品供給部１０１とプリント基板搬送路１１０との間で、１サイクルで装着する部品の受け渡しを行うためのキャッシュ的な機能を有するテーブルであり、例えば、複数（図５の例では８つ）の部品保持テーブル３０１、部品吸着孔３０２、および部品保持テーブル上下駆動部３０３を有している。

各部品保持テーブル３０１は、例えば、部品吸着孔３０２により、受け渡しを行う部品を吸着（例えば空気圧等を利用）することでテーブル上に保持する。このとき、保持する部品の高さや大きさに合わせて、部品保持テーブル上下駆動部３０３により、部品保持テーブル３０１の上下方向の位置をそれぞれ微調整することが可能である。

部品保持テーブル３０１の数は、部品装着ヘッド１０８が有する部品装着ノズル組２０５の数と同数であり、各部品保持テーブル３０１の配列および間隔は、部品装着ヘッド１０８における各部品装着ノズル組２０５の配列および間隔に対応させる。すなわち、部品装着ヘッド１０８における各部品装着ノズル組２０５の原点位置（初期位置）の配列および間隔と一致させる。これにより、部品装着ヘッド１０８は、各部品装着ノズル組２０５により、部品受け渡しテーブル１０５の各部品保持テーブル３０１上に保持された部品を同時に取得することが可能である。

図６は、本実施の形態における部品取り出しヘッド１０２の構成例について概要を示した斜視図である。部品取り出しヘッド１０２は、部品供給部１０１から必要な複数の部品を取り出して、部品受け渡しテーブル１０５の各部品保持テーブル３０１に同時に配置するものであり、例えば、部品取り出しヘッドベース部３０４、および複数（図６の例では８つ）の部品取り出しノズル組３０５を有する。

部品取り出しヘッドベース部３０４は、例えば、部品取り出しヘッドＹ軸駆動部１０４に取り付けられ、これにより、部品取り出しヘッドベース部３０４を介して、部品取り出しヘッド１０２全体を、部品供給部１０１と部品受け渡しテーブル１０５を含む領域の上方でＹ軸方向に移動可能なストロークを有する。一方、図１に示すように、部品取り出しヘッドＹ軸駆動部１０４は、部品取り出しヘッドＸ軸駆動部１０３によりＸ軸方向に移動可能なストロークを有する。これらにより、部品取り出しヘッド１０２（およびこれに取り付けられた部品取り出しノズル組３０５）は、部品供給部１０１上を移動し、さらに複数の部品受け渡しテーブル１０５上へ移動可能なストロークを有する。

部品取り出しヘッド１０２が有する部品取り出しノズル組３０５の数は、部品受け渡しテーブル１０５が有する部品保持テーブル３０１の数と同数であり、各部品取り出しノズル組３０５の原点位置（初期位置）の配列および間隔は、部品受け渡しテーブル１０５における各部品保持テーブル３０１の配列および間隔と一致させる。これにより、部品取り出しヘッド１０２は、各部品取り出しノズル組３０５により、部品供給部１０１から取り出した部品を部品受け渡しテーブル１０５の各部品保持テーブル３０１上に同時に配置することが可能である。

図７は、本実施の形態における部品取り出しノズル組３０５の構成例について概要を示した斜視図である。部品取り出しノズル組３０５は、部品供給部１０１により供給される部品を吸着等により取り出して、部品受け渡しテーブル１０５の所定の部品保持テーブル３０１上に配置するノズルであり、例えば、部品取り出しノズル回転機構部３０６、部品取り出しノズル上下駆動部３０７、部品取り出しノズル本体３０８を有する。

部品取り出しノズル本体３０８は、部品取り出しノズル回転機構部３０６および部品取り出しノズル上下駆動部３０７を介して部品取り出しヘッドベース部３０４に取り付けられている。これらにより、部品取り出しノズル本体３０８は、ＸＹ平面上で回転可能であり、また、上下方向に移動可能なストロークを有する。すなわち、これらの移動等により、部品取り出しノズル本体３０８の先端に吸着等（例えば空気圧等を利用）により保持された部品の姿勢を調整し、部品受け渡しテーブル１０５の所定の部品保持テーブル３０１上に部品を配置することが可能である。この部品取り出しノズル本体３０８は、取り出す部品の種類等に応じて異なる特性のものを適宜付け替えることが可能である。

なお、図７の例に示すように、本実施の形態では、部品取り出しノズル組３０５において、部品を取り出して保持し、配置する部材（部品取り出し部材）として、部品を吸着して保持するノズルを用いているが、上記の部品装着ノズル組２０５の場合と同様に、部品取り出し部材はこれに限らず、例えば、部品を挟んで取り出して保持するチャック等を用いることも可能である。

また、部品供給部１０１から部品を取り出して部品受け渡しテーブル１０５に配置する際の部品の位置決めの精度は、部品受け渡しテーブル１０５から部品を取得してプリント基板に装着する際の精度ほど高いものは要求されず、これより低いものであってもよい。その代わり、部品取り出しヘッド１０２の移動速度や位置決めの速度、部品の吸着や配置の処理速度を上げることで、部品装着ヘッド１０８よりも少ない数の部品取り出しヘッド１０２で素早く効率的に部品を部品受け渡しテーブル１０５上に配置することを図る。

また、本実施の形態では、部品取り出しヘッド１０２を上記の図６、図７に示したような構成として、各部品取り出しノズル組３０５が吸着した部品を同時に部品受け渡しテーブル１０５に配置することが可能な構成としているが、十分な処理速度で部品供給部１０１から部品を取り出して部品受け渡しテーブル１０５に配置することが可能なものであれば、部品取り出しヘッド１０２については従来技術における部品装着ヘッドと同様のものを用いることも可能である。

図８は、本実施の形態における部品装着装置１００の制御システムの構成例について概要を示した図である。制御システム４００は、例えば、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）４０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０３、インターフェイス４０４、外部記憶装置４０５、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）タッチパネル４０６、バーコードリーダ４０７、プリント基板認識画像処理回路４０８、プリント基板認識カメラ２０４、部品認識画像処理回路４０９、取り出し部品認識カメラ１０６、装着部品認識カメラ１０７などを有する。

また、図１〜図７に示した各部の駆動回路およびその駆動部として、部品供給部駆動回路４１０、部品供給部駆動部４１５、部品取り出しヘッド・ノズル駆動回路４１１、部品取り出しヘッド・ノズル駆動部４１６、部品受け渡しテーブル駆動回路４１２、部品受け渡しテーブル駆動部４１７、部品装着ヘッド・ノズル駆動回路４１３、部品装着ヘッド・ノズル駆動部４１８、プリント基板搬送路駆動回路４１４、およびプリント基板搬送路駆動部４１９などを有する。

制御システム４００の電源が投入されると、ＲＯＭ４０３に収められた起動プログラムがＭＰＵ４０１により実行される。起動処理では、インターフェイス４０４に接続された各装置や回路をまず初期化し、その後、各駆動部が動作して、部品供給部１０１、部品取り出しヘッド１０２、部品受け渡しテーブル１０５、および部品装着ヘッド１０８の各機構部を所定の待機位置に停止させる。その後、外部記憶装置４０５に保持されている部品装着プログラムがＭＰＵ４０１により実行される。部品装着プログラムは、バーコードリーダ４０７等による部品供給情報の入力や、ＬＣＤタッチパネル４０６による生産するプリント基板の型式や枚数、生産の開始指示等の入力を受け付けるための待ち状態となり、生産の開始指示を受け付けると、以下の処理フローに従ってプリント基板に部品を装着する処理を開始する。

図９は、本実施の形態における部品装着プログラムの処理の流れの例について概要を示したフローチャートである。ここでは、１枚のプリント基板に部品を装着する場合の処理の流れの例について説明する。従って、複数のプリント基板への部品の装着を連続して実行するには、図９の処理フローに示した一連の処理を適宜繰り返すことになる。

まず、部品装着処理を開始する前に、初期処理として、部品装着装置１００の操作担当者（以下では単に“ユーザ”と記載する場合がある）から各種の設定情報の入力を受け付けて外部記憶装置４０５に保持しておく（Ｓ０１）。例えば、部品型式ごとの部品の寸法、使用可能な部品取り出しノズル本体３０８や部品装着ノズル本体２１３の種類、部品取り出しヘッド１０２や部品装着ヘッド１０８で部品を運搬する際のＸ軸およびＹ軸方向の速度や加速度、各上下駆動部の速度や加速度、取り出し部品認識カメラ１０６や装着部品認識カメラ１０７の撮像方法、および部品認識画像処理回路４０９による画像認識方法などの情報を含む部品情報を外部記憶装置４０５に保持しておく。

また、プリント基板に装着する部品をユーザが予め部品供給部１０１に配置し、部品メーカから供給される部品フィーダに貼付された部品型式情報を、ユーザがバーコードリーダ４０７によって読み取る、もしくはＬＣＤタッチパネル４０６を介して入力する等により、どの型式の部品が部品供給部１０１のどの位置に配置されているかの情報を取得する。当該情報と上記の部品情報とに基づいて、部品型式ごとに、部品取り出しヘッド１０２の各部品取り出しノズル組３０５が部品供給部１０１から部品を取り出す際の停止座標を予め計算し、外部記憶装置４０５に保存しておく。

また、プリント基板の型式ごとに、プリント基板の寸法、プリント基板搬送路１１０上でプリント基板を固定する位置、プリント基板の座標原点位置、プリント基板に付された認識マークのプリント基板の原点からの座標、プリント基板に装着する部品の型式、装着座標および角度等の情報を含むプリント基板設計情報についても、同様に外部記憶装置４０５に保存しておく。

プリント基板への部品装着は、後述するように、部品取り出しヘッド１０２が部品供給部１０１から指定された部品を取り出し、部品受け渡しテーブル１０５に配置する部品取り出しサイクルと、部品装着ヘッド１０８が部品受け渡しテーブル１０５上の部品を吸着する部品吸着サイクルと、吸着した部品をプリント基板搬送路１１０上のプリント基板の指定された位置に運んで装着する部品装着サイクルとを、指定された部品を全てプリント基板に装着するまで繰り返すことにより実現される。

ここで、各部品装着ヘッド１０８についての、各部品装着サイクルにおける装着部品の型式、プリント基板上の装着座標および部品の向き、使用する部品装着ノズル組２０５、各部品装着ノズルＹ軸駆動部２０７および部品装着ノズルＸ軸駆動部２０９の駆動距離等の情報を部品装着サイクル情報として予め外部記憶装置４０５に保存しておく。また、各部品装着ヘッド１０８についての、各部品吸着サイクルにおける吸着部品の型式、および部品受け渡しテーブル１０５から装着部品認識カメラ１０７を経由して各部品装着サイクルにおける停止座標に至るまでの移動経路等の情報を部品吸着サイクル情報として予め外部記憶装置４０５に保存しておく。

また、各部品装着ヘッド１０８が各部品吸着サイクルにおいて部品受け渡しテーブル１０５から吸着する部品は、上述したように、部品取り出しヘッド１０２が予め部品供給部１０１から取り出し、部品受け渡しテーブル１０５へ配列する。このときの、各部品取り出しヘッド１０２が取り出す部品の順番、部品供給部１０１上の部品の取り出し位置、使用する部品取り出しノズル組３０５、部品取り出しノズル本体３０８の種類、部品供給部１０１から取り出し部品認識カメラ１０６を経由して部品受け渡しテーブル１０５に至るまでの移動経路等の情報を部品取り出しサイクル情報として予め外部記憶装置４０５に保存しておく。

各種設定情報が外部記憶装置４０５に保持された状態で、ユーザが、生産するプリント基板を特定する情報として型式等の情報をＬＣＤタッチパネル４０６を介して入力し、生産開始を指示すると、プリント基板への部品の装着による生産を開始する（Ｓ０２）。生産を開始すると、まず、指定されたプリント基板の型式について、予め外部記憶装置４０５に保持しているプリント基板設計情報を読み込んで、ＲＡＭ４０２に保持する（Ｓ０３）。次に、読み込んだプリント基板設計情報に定義されたプリント基板の固定位置の情報に従って、プリント基板をプリント基板搬送路１１０上で搬送し、指定された固定位置にプリント基板を固定する（Ｓ０４）。

その後、当該プリント基板に部品を装着する処理として、上述した部品取り出しサイクルと、部品吸着サイクルおよび部品装着サイクルとを同時並行的に実行する。まず、部品取り出しサイクルを開始するために、部品取り出しヘッド１０２ごとに、外部記憶装置４０５に保存している部品取り出しサイクル情報をＲＡＭ４０２に読み込み（Ｓ１１）、この情報に基づいて、部品供給部１０１に配置された部品を指定された順番で指定された部品取り出しノズル組３０５により順次吸着して取り出す（Ｓ１２）。部品取り出しヘッド１０２が１回の部品取り出しサイクルで取り出すべき部品を全て取り出すと、部品取り出しヘッド１０２を取り出し部品認識カメラ１０６上に移動し、取り出した部品を撮像して部品認識画像処理回路４０９によって取り出し時の部品の吸着位置、回転等の姿勢を計算し、結果をＲＡＭ４０２に保持する（Ｓ１３）。

その後、取り出した部品の運搬先として指定された部品受け渡しテーブル１０５上に、部品装着ヘッド１０８が存在しないこと、およびプリント基板にまだ装着されていない部品が残っていないことを確認して、部品取り出しヘッド１０２を当該部品受け渡しテーブル１０５上に移動させ、取り出した部品を配置する（Ｓ１４）。具体的には、例えば、部品取り出しヘッドＸ軸駆動部１０３と部品取り出しヘッドＹ軸駆動部１０４により、部品取り出しヘッド１０２（および各部品取り出しノズル組３０５）が指定された部品受け渡しテーブル１０５（および各部品保持テーブル３０１）の上方に来るようＸ軸方向／Ｙ軸方向の位置決めを行う。さらに、ステップＳ１３で検出した部品の姿勢に係る情報を使用して、各部品取り出しノズル組３０５が吸着した部品について、それぞれ部品取り出しノズル回転機構部３０６により姿勢の回転補正を行う。

さらに、外部記憶装置４０５に保持している対象部品の高さ情報に基づいて、各部品取り出しノズル上下駆動部３０７を駆動して上下方向の位置を調節し、部品保持テーブル３０１上に同時に部品を配置する。このとき、各部品取り出しノズル組３０５の降下に合わせて、部品保持テーブル上下駆動部３０３を駆動して部品配置時の衝撃を吸収するようにしてもよい。また、部品保持テーブル３０１の素材を衝撃を吸収可能なものとするようにしてもよい。配置された部品は、部品吸着孔３０２により吸着することで当該位置に固定する。部品吸着孔３０２により部品を吸着した後、配置された部品の高さが概略同じとなる（各部品の頂点部分が概略同一平面上に来る）ように、部品保持テーブル上下駆動部３０３を駆動して部品保持テーブル３０１の高さを調整する。

部品取り出しヘッド１０２が１回の部品取り出しサイクルで取り出した部品を全て部品受け渡しテーブル１０５に配置する（当該部品取り出しサイクルを完了する）と、全ての部品取り出しサイクルが完了したか否かを判定する（Ｓ１５）。全ての部品取り出しサイクルが完了していない場合は、ステップＳ１１に戻って次の部品取り出しサイクルを実行し、全ての部品取り出しサイクルが完了するまで、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理を繰り返す。

一方、部品取り出しヘッド１０２による部品取り出しサイクルの実行と同時並行的に、部品取り出しサイクルによって部品受け渡しテーブル１０５に配置された部品を取得して、プリント基板搬送路１１０上のプリント基板に装着する処理として、各部品装着ヘッド１０８による部品吸着サイクル、および部品装着サイクルがそれぞれ実行される。なお、部品吸着サイクルおよび部品装着サイクルは、部品取り出しサイクルと同時並行的に実行することが可能であるが、対応する部品受け渡しテーブル１０５に装着対象の部品が配置されている必要があるため、少なくとも先行する部品取り出しサイクルが１回以上行われて部品受け渡しテーブル１０５に部品が配置されてから処理を開始することになる。

まず、部品吸着サイクルおよび部品装着サイクルの開始前に、プリント基板搬送路１１０上に固定されたプリント基板の位置を把握するため、プリント基板設計情報に定義されたプリント基板の認識マークの座標情報に従って、指定された部品装着ヘッド１０８が認識マークをプリント基板認識カメラ２０４で撮像し、プリント基板認識画像処理回路４０８によって認識マークの位置を検出して、その座標の情報をＲＡＭ４０２に保存する（Ｓ２１）。これにより、プリント基板上において部品を配置するための座標系の原点位置を把握する。

その後、部品受け渡しテーブル１０５から部品を吸着して取り出す部品吸着サイクルを開始する。まず、部品装着ヘッド１０８ごとに、外部記憶装置４０５に保存している部品吸着サイクル情報をＲＡＭ４０２に読み込む（Ｓ２２）。さらに、この情報に基づいて、部品装着ヘッド１０８を対応する部品受け渡しテーブル１０５上に移動させ、部品装着ノズル組２０５の部品装着ノズル上下駆動部２１２を駆動して、部品受け渡しテーブル１０５の各部品保持テーブル３０１上に配置された部品を、部品装着ノズル本体２１３でそれぞれ同時に吸着する（Ｓ２３）。このとき、部品装着ノズル本体２１３による部品の吸着と同期して、部品保持テーブル３０１の部品保持テーブル上下駆動部３０３を駆動して、部品吸着時の衝撃を吸収すると同時に部品吸着孔３０２による部品吸着を解除する。

部品装着ヘッド１０８が１回の部品吸着サイクルで吸着すべき部品を全て吸着すると、部品装着ヘッド１０８を対応する装着部品認識カメラ１０７上に移動し、吸着した部品を撮像して部品認識画像処理回路４０９によって部品の吸着位置、回転等の姿勢を計算し、結果をＲＡＭ４０２に保持する（Ｓ２４）。

その後、外部記憶装置４０５に保存している部品装着サイクル情報をＲＡＭ４０２に読込み（Ｓ２５）、この情報に基づいて、部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９により部品装着ヘッド１０８をプリント基板上の指定された位置に移動させる（Ｓ２６）。これと並行して、当該部品装着ヘッド１０８について、部品装着サイクル情報で指定された各部品装着ノズル組２０５が吸着した部品を、例えば、部品装着ノズルＹ軸駆動部２０７、部品装着ノズルＸ軸駆動部２０９、および部品装着ノズル回転機構部２１１の駆動により、プリント基板上の指定された位置にそれぞれ位置決めする（Ｓ２７）。このとき、例えば、ステップＳ２４で測定した部品の姿勢に係る情報を使用して、部品吸着位置のずれおよび回転を補正する。

部品装着ヘッド１０８の各部品装着ノズル組２０５についてそれぞれ位置決めが完了すると、外部記憶装置４０５に保持している対象部品の高さ情報に基づいて、部品装着ノズル上下駆動部２１２を駆動して部品装着ノズル本体２１３を降下させて上下方向の位置を調節し、プリント基板上に部品を同時に装着する（Ｓ２８）。これにより１回の部品装着サイクルが完了する。

ここで、図２、図３で示したように、１つの部品装着ヘッド１０８は、複数の部品装着ノズル組２０５を有するので、一度に複数の部品を吸着可能である。また、図４で示したように、各部品装着ノズル組２０５は部品装着ノズルＹ軸駆動部２０７および部品装着ノズルＸ軸駆動部２０９により、プリント基板上の複数の位置に同時に位置決め可能である。ただし、プリント基板上の部品配置と部品装着ノズルＹ軸駆動部２０７および部品装着ノズルＸ軸駆動部２０９の可動範囲の制約により、同時に位置決め可能な部品数が１つの部品装着ヘッド１０８が有する部品装着ノズル組２０５の数より少ない、すなわち、１回の部品装着サイクルで、部品装着ヘッド１０８の各部品装着ノズル組２０５に吸着された部品全てを装着することができない場合もある。

そこで、１回の部品装着サイクルが完了した際に、１回の部品吸着サイクルが完了したか否か、すなわち、１回の部品吸着サイクルで部品装着ヘッド１０８の各部品装着ノズル組２０５が吸着した部品全てを装着したか否かを判定する（Ｓ２９）。未装着の部品がある場合は、ステップＳ２５に戻って次の部品装着サイクルを実行し、１回の部品吸着サイクルで部品受け渡しテーブル１０５から吸着した残りの全部品を装着するまで、ステップＳ２５〜Ｓ２８の処理を繰り返す。

ステップＳ２９で、１回の部品吸着サイクルが完了した、すなわち、１回の部品吸着サイクルで部品装着ヘッド１０８の各部品装着ノズル組２０５が吸着した部品全てを装着した場合は、全ての部品吸着サイクルが完了したか否かを判定する（Ｓ３０）。全ての部品吸着サイクルが完了していない場合は、ステップＳ２２に戻って次の部品吸着サイクルを実行し、全ての部品吸着サイクルが完了するまで、ステップＳ２２〜Ｓ２９の処理を繰り返す。

ステップＳ３０で、全ての部品吸着サイクルが完了した場合（当然ながらステップＳ１５で全ての部品取り出しサイクルが完了している）は、１枚のプリント基板に対する部品装着の処理が完了する。

従来技術では、１枚のプリント基板に多くの種類の部品を装着するには、多くの装着ユニット（モジュール）を直列に連結する必要があり、装着ユニット間の搬送、プリント基板保持、プリント基板認識処理の回数が多くなることから、生産スループットが低下するという問題があった。これに対して少ない装着ユニットで多くの部品種類を供給・装着可能とするためには、部品供給部１０１のＸ軸方向幅を従来技術より広く取ることが必要となる。

しかしながら、従来技術の構成では、部品装着ヘッドが部品供給部１０１に直接移動して部品を取り出す必要があるため、部品装着ヘッドの移動距離が長くなり、生産スループットが低下してしまう。また、部品供給部１０１が保持する部品種類が多いと、装着すべき部品のプリント基板上の位置と部品供給部１０１上の位置とが交差する可能性が高くなり、複数の部品装着ヘッドが同時に部品供給部１０１上の部品を取り出そうとすると衝突が発生してしまう。その結果。従来技術では衝突回避のための待ち時間が多くなり、生産スループットが低下してしまうという課題を有していた。

これに対し、本発明の実施の形態１の部品装着装置１００によれば、部品装着ヘッド１０８に加えて部品取り出しヘッド１０２を有することにより、部品取り出しヘッド１０２および部品装着ヘッド１０８ともに、従来技術より移動距離が短くなり、さらに、部品の取り出しと装着が並列かつ短時間で実行可能となるため、生産スループットを改善することができる。

また、本実施の形態では、部品装着ヘッド１０８は、部品受け渡しテーブル１０５とプリント基板の上をＹ軸方向に移動するだけで、Ｘ軸方向には移動しないことから、部品装着ヘッド１０８同士は交差しない。一方、部品取り出しヘッド１０２は、部品受け渡しテーブル１０５と部品供給部１０１上をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動するため、部品取り出しヘッド１０２同士では交差する可能性がある。しかしながら、従来技術より部品取り出しヘッド１０２の移動距離が短いことから、交差を回避するための待機時間を短くすることができるため、従来技術より生産スループットを改善することができる。

また、従来技術では、一つの部品装着ヘッドに複数のノズルを有しているものの、一度に装着される部品は１回の装着サイクルあたり１つであるため、部品装着ヘッドが吸着した部品の数だけ部品装着ヘッドの移動と部品装着の処理（装着サイクル）を繰り返す必要がある。これに対し、本実施の形態では、複数の部品装着ノズル組２０５が１回の部品装着サイクルで同時に複数の部品を装着可能であるため、従来技術より部品装着ヘッド１０８の移動回数を少なくすることができ、生産スループットを向上させることができる。

また、部品装着ヘッド１０８、部品装着ノズルＹ軸駆動部２０７、および部品装着ノズルＸ軸駆動部２０９のストローク（移動距離）は、従来技術における各種ヘッドの移動距離に比べて短いため、移動および装着の精度を容易に向上させることができる。

＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２である部品装着装置１００は、基本的な構成は上述の実施の形態１の部品装着装置１００と同様であるが、部品装着ヘッド１０８に取り付けられた複数の部品装着ノズル組２０５が、実施の形態１の場合は図４に示したようにＸ軸およびＹ軸の両方向に移動可能であったのに対し、本実施の形態ではＸ軸方向にのみ移動可能であることが相違する。すなわち、部品装着ヘッド１０８自体がＹ軸方向に移動可能であることから、これに重ねてさらに部品装着ヘッド１０８に取り付けられた部品装着ノズル組２０５をＹ軸方向に移動可能とする構造を省略するものである。

図１０は、本実施の形態における部品装着ノズル組２０５の構成例について概要を示した斜視図である。図４に示した実施の形態１の部品装着ノズル組２０５に対して、部品装着ノズルＹ軸駆動部２０７および部品装着ノズルＹ軸ガイド２０６を省略することで、部品装着ヘッド１０８に対するＹ軸方向への移動を不可とし、部品装着ノズルＹ軸ベース部２０８を、図２に示した部品装着ヘッドベース部２０１と一体とすることで、部品装着ノズル組２０５をＸ軸方向にのみ移動可能としている。

本実施の形態では、部品装着ノズル組２０５がＸ軸方向にのみ移動可能であることから、基本的には部品装着ヘッド１０８が有する複数の部品装着ノズル組２０５による部品の同時装着は行わず、１回の部品装着サイクルで部品装着ヘッド１０８は１つの部品装着ノズル組２０５により１つの部品の装着のみを行う（同時装着を禁止するものではなく、Ｘ軸方向の移動のみで可能であれば実施の形態１と同様に同時装着を行なってもよいことは当然である）。

この場合、実施の形態１の図９に示した部品装着処理の処理フローにおいて、ステップＳ２５〜Ｓ２８の部品装着サイクルは、ステップＳ２３において部品装着ヘッド１０８が部品受け渡しテーブル１０５から吸着した部品の数と同じ回数実行される。部品装着サイクルでは、ステップＳ２６で、対象の部品装着ノズル組２０５について、プリント基板上における対象の部品を装着する位置に対して、図１に示した部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９を駆動してＹ軸方向の位置決めを行なう。さらに、ステップＳ２７で、部品装着ノズルＸ軸駆動部２０９を駆動してＸ軸方向の位置決めを行い、ステップＳ２８で部品の装着を実行する。

なお、上記の例では、各部品装着サイクルで１つの部品を装着するものとしているが、ステップＳ２５で、部品装着ヘッド１０８が吸着した部品全てについての部品装着サイクル情報を読み込み、各部品に対してステップＳ２６〜ステップＳ２８の処理を繰り返すようにしてもよい。部品装着ヘッド１０８は、１回の部品装着サイクルで１つの部品を装着するが、各部品装着ヘッド１０８はそれぞれ独立して並行的に動作することができるため、部品装着ヘッド１０８の数と同数の部品を同時にプリント基板に装着することが可能である。

本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、部品取り出しヘッド１０２が予め部品受け渡しテーブル１０５に配置した複数の部品を、部品装着ヘッド１０８の部品装着ノズル組２０５で同時に吸着することが可能である。また、複数の部品装着ヘッド１０８は、交差回避のための待ちを極力少なくして並行的に動作することが可能であることから、従来技術に比べて生産スループットを向上させることができる。

また、実施の形態１の部品装着装置１００において、部品装着ヘッド１０８の各部品装着ノズル組２０５が有する部品装着ノズルＹ軸駆動部２０７（および部品装着ノズルＹ軸ガイド２０６）を省略することにより、実施の形態１の部品装着装置１００に比べて製造コストの低減を図ることができるとともに、部品装着ヘッド１０８の軽量化によりヘッド駆動速度を向上させることが可能であり、部品装着ヘッド１０８が複数の部品を同時に装着できないことによる生産スループットの低下を抑制することが可能である。

＜実施の形態３＞
本発明の実施の形態３である部品装着装置１００は、基本的な構成は上述の実施の形態１の部品装着装置１００と同様であるが、部品装着ヘッド１０８について、実施の形態１の場合は、図１、図２に示したように部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９によってＹ軸方向にのみ移動可能であったのに対し、本実施の形態ではＸ軸、Ｙ軸の両方向に移動可能であることが相違する。

図１１は、本実施の形態における部品装着ヘッド１０８の構成例について概要を示した斜視図である。部品装着ヘッド１０８は、例えば、図２に示した実施の形態１の部品装着ヘッド１０８の構成に加えて、さらに部品装着ヘッドＸ軸駆動部５０１、および部品装着ヘッドＸ軸ベース部５０２を有する。また、図２に示した構成と異なり、プリント基板認識カメラ２０４が、部品装着ヘッドベース部２０１ではなく部品装着ヘッドＸ軸ベース部５０２に取り付けられているとともに、部品装着ノズル組２０５の代わりにこれとは構造が異なる部品装着ノズル組５０３を有している。

この構造により、部品装着ヘッド１０８は、実施の形態１の場合と同様に、部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９により、部品装着ヘッドＹ軸駆動部送りねじ２０３を介して、部品装着ヘッドＹ軸駆動部ガイド２０２に沿ってＹ軸方向に移動可能であるとともに、部品装着ヘッドＸ軸駆動部５０１により、部品装着ヘッドＸ軸ベース部５０２を介してＸ軸方向に移動可能なストロークを有する。

図１２は、本実施の形態における部品装着ノズル組５０３の構成例について概要を示した斜視図である。部品装着ノズル組５０３の構成は、図４に示した実施の形態１の部品装着ノズル組２０５に対して、部品装着ノズルＹ軸ガイド２０６、部品装着ノズルＹ軸駆動部２０７、部品装着ノズルＹ軸ベース部２０８、部品装着ノズルＸ軸駆動部２０９、および部品装着ノズルＸ軸ベース部２１０を省略して、図７に示した部品取り出しノズル組３０５と同様の構成としている。これを図１１に示した部品装着ヘッドＸ軸ベース部５０に固定する構成とすることで、部品装着ノズル組５０３自体をＸ軸方向、Ｙ軸方向ともに移動不可としている。

すなわち、本実施の形態では、部品装着ヘッド１０８自体がＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能であることから、これに重ねてさらに部品装着ヘッド１０８に取り付けられた部品装着ノズル組５０３自体をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能とする構造を省略するものである。

本実施の形態では、部品装着ノズル組５０３自体がＸ軸方向、Ｙ軸方向ともに移動不可であることから、実施の形態２の場合と同様に、基本的には部品装着ヘッド１０８が有する複数の部品装着ノズル組５０３による部品の同時装着は行わず、１回の部品装着サイクルで部品装着ヘッド１０８は１つの部品装着ノズル組５０３により１つの部品の装着のみを行う。

この場合、実施の形態２の場合と同様に、図９に示した部品装着処理の処理フローにおいて、ステップＳ２５〜Ｓ２８の部品装着サイクルは、ステップＳ２３において部品装着ヘッド１０８が部品受け渡しテーブル１０５から吸着した部品の数と同じ回数実行される。部品装着サイクルでは、ステップＳ２６で、対象の部品装着ノズル組５０３について、プリント基板上における対象の部品を装着する位置に対して、部品装着ヘッドＸ軸駆動部５０１、および図１に示した部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０９を駆動して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の位置決めを行い、ステップＳ２８で部品の装着を実行する。本実施の形態では、部品装着ノズル組５０３はＸ軸方向およびＹ軸方向の駆動部を有さないため、ステップＳ２７ではＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置決め処理は行わず、部品装着ノズル回転機構部２１１による部品の姿勢制御のみ行う。

なお、実施の形態２の場合と同様に、本実施の形態においても、各部品装着サイクルで１つの部品を装着するものとしているが、ステップＳ２５で、部品装着ヘッド１０８が吸着した部品全てについての部品装着サイクル情報を読み込み、各部品に対してステップＳ２６〜ステップＳ２８の処理を繰り返すようにしてもよい。部品装着ヘッド１０８は、１回の部品装着サイクルで１つの部品を装着するが、各部品装着ヘッド１０８はそれぞれ独立して並行的に動作することができるため、部品装着ヘッド１０８の数と同数の部品を同時にプリント基板に装着することが可能である。

本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、部品取り出しヘッド１０２が予め部品受け渡しテーブル１０５に配置した複数の部品を、部品装着ヘッド１０８の部品装着ノズル組５０３で同時に吸着することが可能である。また、複数の部品装着ヘッド１０８は、交差回避のための待ちを極力少なくして並行的に動作することが可能であることから、従来技術に比べて生産スループットを向上させることができる。

また、実施の形態１の部品装着装置１００において部品装着ヘッド１０８の各部品装着ノズル組２０５が有する部品装着ノズルＹ軸駆動部２０７（および部品装着ノズルＹ軸ガイド２０６）、部品装着ノズルＹ軸ベース部２０８、部品装着ノズルＸ軸駆動部２０９、および部品装着ノズルＸ軸ベース部２１０を省略することにより、実施の形態１の部品装着装置１００に比べて製造コストの低減を図ることができるとともに、部品装着ヘッド１０８の軽量化によりヘッド駆動速度を向上させることが可能であり、部品装着ヘッド１０８が複数の部品を同時に装着できないことによる生産スループットの低下を抑制することが可能である。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記の各実施の形態で説明した例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態における構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成や機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成や機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤメモリカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

また、上記の各実施の形態では、部品装着装置の例として、プリント基板上に電子部品等を装着する部品装着装置１００について説明したが、適用分野はこれに限らず、例えば、機械製品の製造や食品の加工など、工業的に多数生産される物品に対して部品等の物を装着・配置する装置に対しても広く適用することが可能である。

本発明は、プリント基板への電子部品の装着など、小型の部品を多数装着する部品装着装置および部品装着方法に利用可能である。

１００…部品装着装置、１０１…部品供給部、１０２…部品取り出しヘッド、１０３…部品取り出しヘッドＸ軸駆動部、１０４…部品取り出しヘッドＹ軸駆動部、１０５…部品受け渡しテーブル、１０６…取り出し部品認識カメラ、１０７…装着部品認識カメラ、１０８…部品装着ヘッド、１０９…部品装着ヘッドＹ軸駆動部、１１０…プリント基板搬送路、１１１…装置フレーム、
２０１…部品装着ヘッドベース部、２０２…部品装着ヘッドＹ軸駆動部ガイド、２０３…部品装着ヘッドＹ軸駆動部送りねじ、２０４…プリント基板認識カメラ、２０５…部品装着ノズル組、２０６…部品装着ノズルＹ軸ガイド、２０７…部品装着ノズルＹ軸駆動部、２０８…部品装着ノズルＹ軸ベース部、２０９…部品装着ノズルＸ軸駆動部、２１０…部品装着ノズルＸ軸ベース部、２１１…部品装着ノズル回転機構部、２１２…部品装着ノズル上下駆動部、２１３…部品装着ノズル本体、
３０１…部品保持テーブル、３０２…部品吸着孔、３０３…部品保持テーブル上下駆動部、３０４…部品取り出しヘッドベース部、３０５…部品取り出しノズル組、３０６…部品取り出しノズル回転機構部、３０７…部品取り出しノズル上下駆動部、３０８…部品取り出しノズル本体、
４００…制御システム、４０１…ＭＰＵ、４０２…ＲＡＭ、４０３…ＲＯＭ、４０４…インターフェイス、４０５…外部記憶装置、４０６…ＬＣＤタッチパネル、４０７…バーコードリーダ、４０８…プリント基板認識画像処理回路、４０９…部品認識画像処理回路、４１０…部品供給部駆動回路、４１１…部品取り出しヘッド・ノズル駆動回路、４１２…部品受け渡しテーブル駆動回路、４１３部品装着ヘッド・ノズル駆動回路、４１４…プリント基板搬送路駆動回路、４１５…部品供給部駆動部、４１６…部品取り出しヘッド・ノズル駆動部、４１７…部品受け渡しテーブル駆動部、４１８…部品装着ヘッド・ノズル駆動部、４１９…プリント基板搬送路駆動部、
５０１…部品装着ヘッドＸ軸駆動部、５０２…部品装着ヘッドＸ軸ベース部、５０３…部品装着ノズル組。

Claims (10)

1. 部品供給部から供給される複数種類の部品を、対象物搬送路に固定された対象物に装着する部品装着装置であって、
   前記部品供給部と前記対象物搬送路との間に複数の部品受け渡しテーブルを有し、
   さらに、前記部品供給部と前記各部品受け渡しテーブルを含む領域の上方を移動可能な複数の部品取り出しヘッドと、
   前記部品受け渡しテーブルと前記対象物搬送路を含む領域の上方を相互に交差することなく移動可能な、前記部品受け渡しテーブルと同数の、複数の部品装着部材組を有する部品装着ヘッドとを有し、
   前記部品受け渡しテーブルは、前記部品装着ヘッドにおける前記各部品装着部材組の配置と対応する配置により部品を保持する部品保持テーブルを複数有し、前記各部品保持テーブルは、それぞれ個別に上下方向に移動可能であり、
   前記部品取り出しヘッドは、前記部品供給部から必要な部品を取り出して所定の前記部品受け渡しテーブルの所定の前記部品保持テーブルにそれぞれ配置するとともに、
   前記部品装着ヘッドは、前記各部品取り出しヘッドによって対応する前記部品受け渡しテーブルの前記各部品保持テーブルにそれぞれ配置された部品を、前記各部品装着部材組によりそれぞれ同時に取得して、前記対象物の所定の位置に装着することを特徴とする部品装着装置。
2. 請求項１に記載の部品装着装置において、
   前記部品受け渡しテーブルの前記各部品保持テーブルは、部品が配置される際の衝撃の吸収、および／または配置された部品の高さの調整を行うことが可能であることを特徴とする部品装着装置。
3. 請求項１または２に記載の部品装着装置において、
   前記部品装着ヘッドは、前記部品供給部と前記対象物搬送路とを結ぶ第１の方向に沿って、前記部品受け渡しテーブルと前記対象物搬送路を含む領域の上方を移動可能であり、
   前記部品装着ヘッドの前記各部品装着部材組は、前記部品装着ヘッドに対して、前記第１の方向、および前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って移動可能であり、
   前記部品装着ヘッドは、前記各部品装着部材組がそれぞれ前記部品受け渡しテーブルから取得した部品を装着すべき前記対象物の位置に対して、前記各部品装着部材組を前記第１の方向および／または前記第２の方向にそれぞれ個別に移動させて位置決めし、前記各部品装着部材組がそれぞれ取得した部品を同時に前記対象物に装着することを特徴とする部品装着装置。
4. 請求項１または２に記載の部品装着装置において、
   前記部品装着ヘッドは、前記部品供給部と前記対象物搬送路とを結ぶ第１の方向に沿って、前記部品受け渡しテーブルと前記対象物搬送路を含む領域の上方を移動可能であり、
   前記部品装着ヘッドの前記各部品装着部材組は、前記部品装着ヘッドに対して、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って移動可能であることを特徴とする部品装着装置。
5. 請求項１または２に記載の部品装着装置において、
   前記部品装着ヘッドは、前記部品供給部と前記対象物搬送路とを結ぶ第１の方向、および前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って、前記部品受け渡しテーブルと前記対象物搬送路を含む領域の上方を移動可能であり、
   前記部品装着ヘッドの前記各部品装着部材組は、前記部品装着ヘッドに対して移動不可となるように取り付けられていることを特徴とする部品装着装置。
6. 請求項１または２に記載の部品装着装置において、
   前記部品取り出しヘッドは、前記部品装着ヘッドにおける前記各部品装着部材組の配置と同様の配置により複数の部品取り出し部材組を有し、前記各部品取り出し部材組により前記部品供給部からそれぞれ取り出した部品を、前記部品受け渡しテーブルの対応する前記部品保持テーブルに同時に配置することを特徴とする部品装着装置。
7. 請求項１または２に記載の部品装着装置において、
   前記部品装着ヘッドの前記各部品装着部材組は、部品の取得と保持および解放を行う部品装着部材本体を上下方向に移動、および／または回転移動させて、前記部品装着部材が保持している部品の位置、および／または姿勢を調整することを特徴とする部品装着装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の部品装着装置において、
   前記対象物搬送路に対する、前記各部品受け渡しテーブルおよび前記部品供給部と、前記各部品取り出しヘッドおよび前記各部品装着ヘッドからなる構成を、前記対象物搬送路の両側に有することを特徴とする部品装着装置。
9. 部品供給部から供給される複数種類の部品を、対象物搬送路に固定された対象物に装着する部品装着装置により、前記対象物に部品を装着する部品装着方法であって、
   前記部品装着装置は、
   前記部品供給部と前記対象物搬送路との間に複数の部品受け渡しテーブルを有し、
   さらに、前記部品供給部と前記各部品受け渡しテーブルを含む領域の上方を移動可能な複数の部品取り出しヘッドと、
   前記部品受け渡しテーブルと前記対象物搬送路を含む領域の上方を相互に交差することなく移動可能な、前記部品受け渡しテーブルと同数の、複数の部品装着部材組を有する部品装着ヘッドとを有し、
   前記部品受け渡しテーブルは、前記部品装着ヘッドにおける前記各部品装着部材組の配置と対応する配置により部品を保持する部品保持テーブルを複数有し、前記各部品保持テーブルは、それぞれ個別に上下方向に移動可能であり、
   複数の前記部品取り出しヘッドが、前記対象物に装着すべき複数の部品を前記部品供給部から取り出して、所定の前記部品受け渡しテーブルの所定の前記部品保持テーブルにそれぞれ配置する部品取り出し工程と、
   前記部品装着ヘッドが、対応する前記部品受け渡しテーブルの前記各部品保持テーブルにそれぞれ配置された複数の部品を、前記各部品装着部材組によりそれぞれ同時に取得する部品取得工程と、
   前記各部品装着ヘッドが、前記部品受け渡しテーブルから取得した複数の部品を前記対象物の所定の位置にそれぞれ装着する部品装着工程とを有し、
   前記部品取り出し工程と、前記部品取得工程および前記部品装着工程とを並行して実行することを特徴とする部品装着方法。
10. 請求項９に記載の部品装着方法において、
    前記部品受け渡しテーブルの前記各部品保持テーブルは、部品が配置される際の衝撃の吸収、および／または配置された部品の高さの調整を行うことが可能であることを特徴とする部品装着方法。

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