JP6604916B2 - 表面実装機 - Google Patents
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Description
本明細書では、部品保持部の数分の部品を保持するときにヘッドユニットが部品保持部列の列方向に移動する総移動距離を短くし、もって表面実装機の生産性を向上させる技術を開示する。
図1から図4を参照して実施形態1を説明する。以降の説明では図1に示す左右方向をX軸方向、前後方向をY軸方向、紙面に垂直な方向(上下方向)をZ軸方向という。また、以降の説明では図1に示す右側を上流側、左側を下流側という。また、以降の説明では同一の構成要素には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。
図1に示すように、表面実装機1は基台10、搬送コンベア11、図示しないバックアップ機構、部品供給部12、部品供給部13、ヘッド搬送部14、ヘッドユニット15、部品撮像部18などを備えている。
搬送コンベア11はプリント基板をX軸方向の上流側から作業位置Bに搬入し、作業位置Bで部品が実装されたプリント基板を下流側に搬出するものである。搬送コンベア11はX軸方向に循環駆動する一対のコンベアベルト11A及び11Bと、コンベアベルト11A及び11Bを駆動するコンベア駆動モータ35(図2参照)とを備えている。後側のコンベアベルト11BはY軸方向に移動可能に配置されており、作業者はコンベアベルト11BをY軸方向に移動させることによって二つのコンベアベルト11A,11Bの間隔をプリント基板のサイズに応じて調整することができる。
図示しないバックアップ機構は作業位置Bの下方に配置されており、作業位置Bで停止したプリント基板を複数のバックアップピンによって下から支持する。
吸着ノズルには実装ヘッド17を介して外部の空気供給装置から負圧及び正圧が供給される。吸着ノズルは負圧が供給されることによって部品Eを吸着(保持の一例)し、正圧が供給されることによってその部品Eを開放する。
モータ制御部21Bは演算処理部21Aの制御の下でX軸サーボモータ31、Y軸サーボモータ32、Z軸サーボモータ33、R軸サーボモータ34、コンベア駆動モータ35などの各モータを回転させる。
外部入出力部21Eはいわゆるインターフェースであり、表面実装機1の本体に設けられている各種センサ類36から出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。また、外部入出力部21Eは演算処理部21Aから出力される制御信号に基づいて各種アクチュエータ類37に対する動作制御を行うように構成されている。
操作部21は液晶ディスプレイなどの表示装置、キーボードやマウスなどの入力装置などを備えており、オペレータから各種の設定を受け付ける。
次に、図3を参照して、ダイシングが施されて複数の部品Eに切り分けられたウェハ16から部品Eを吸着する順序について説明する。図3において太線で示す複数の矩形枠はそれぞれ一つの部品Eを示している。複数の部品Eは部品群の一例である。ここでは図3において左右方向(部品保持部列の列方向の一例)に一列に並ぶ複数の部品Eを部品列というものとする。
次に、図4(A)及び図4(B)を参照して、右方向の実装動作及び左方向の実装動作においてヘッドユニット15が実装ヘッド17の数分の部品E(本実施形態では4つの部品E)を吸着するときの実装ヘッド17の吸着順序について説明する。
先ず、図4(A)を参照して、右方向の実装動作における吸着順序について説明する。右方向の実装動作では、表面実装機1は次のように部品Eを吸着する。
先ず、最も左側の実装ヘッド17であるヘッド番号1番の実装ヘッド17が最も左側にある部品Eの上方に位置するようにヘッドユニット15を移動させ、当該部品Eをヘッド番号1番の実装ヘッド17によって吸着する。
次に、ヘッド番号3番の実装ヘッド17によって左から3番目の部品Eを吸着する。この場合もX軸方向の移動は生じない。
次に、ヘッド番号4番の実装ヘッド17によって左から4番目の部品Eを吸着する。この場合もX軸方向の移動は生じない。
次に、図4(B)を参照して、左方向の実装動作における吸着順序について説明する。左方向の実装動作では、表面実装機1は次のように部品Eを吸着する。
先ず、最も右側の実装ヘッド17であるヘッド番号4番の実装ヘッド17が最も右側にある部品Eの上方に位置するようにヘッドユニット15を移動させ、当該部品Eを4番目の実装ヘッド17によって吸着する。
次に、ヘッド番号1番の実装ヘッド17によって最も左側にある部品Eを吸着する。この場合もヘッドユニット15のX軸方向の移動は生じない。
次に、図12を参照して、実施形態1に係る表面実装機1の効果を従来と比較して説明する。従来は右方向の実装動作の場合も左方向の実装動作の場合も実装ヘッド17の数分の部品Eを吸着するときの実装ヘッド17の吸着順序が同じであった。このため、例えばいずれの実装動作においても左側の実装ヘッド17から順に部品Eを吸着するとした場合、右方向の実装動作については実施形態1と同じになるが、左方向の実装動作は次のような動作となる。
次に、ヘッドユニット15を左側に2部品分移動させ、ヘッド番号2番の実装ヘッド17によって右から2番目の部品Eを吸着する。
次に、ヘッドユニット15を左側に2部品分移動させ、ヘッド番号4番の実装ヘッド17によって右から4番目の品を吸着する。
すなわち、従来は、左方向の実装動作の場合はヘッドユニット15をX軸方向に合計で6部品分移動させなければならなかった。
次に、実施形態2を図5ないし図6によって説明する。
前述したように表面実装機1は一つの部品列を実装するときその部品列の部品Eを実装ヘッド17の数分ずつ順に吸着して基板に搭載する。その場合、実装ヘッド17の数より少ない端数の部品Eが残ってしまう場合がある。そこで、実施形態2に係る表面実装機1は、一の部品列で端数の部品Eが残った場合は、当該端数の部品Eを実装ヘッド17によって吸着した後、次の部品列の部品Eを残った実装ヘッド17によって吸着して基板に実装する。本実施形態ではこの動作のことを折り返し実装動作というものとする。
そこで、表面実装機1は、一の部品列を右方向の実装動作又は左方向の実装動作のいずれか一方の実装動作によって実装し、次の部品列を他方の実装動作によって実装する場合に、一の部品列において実装ヘッド17の数より少ない端数の部品Eが残った場合は、次に説明する規則に従って各部品Eに実装ヘッド17を割り当て、各部品Eをそれぞれその部品Eに割り当てた実装ヘッド17によって吸着する。
(a2)進行方向の最も前側にある部品Eが一つの場合は当該部品Eに最も前側の実装ヘッド17を割り当てる一方、最も前側にある部品Eが二つある場合はそれら二つの部品Eのうち進行方向の最も後側の実装ヘッド17が割り当てられている部品Eが属する部品列ではない方の部品列に属する部品Eに最も前側の実装ヘッド17を割り当てる。
(a4)残った部品Eについて、進行方向の後側にある部品Eほど、残った実装ヘッド17のうち後側にある実装ヘッド17を割り当てる。
以下、図6を参照して、実装ヘッドの割り当ての具体例について説明する。ここでは前述した一方の実装動作が右方向の実装動作であり、他方の実装動作が左方向の実装動作である場合を例に説明する。したがって以降の説明では右方向が進行方向である。また、図5に示すように、以降の説明では個々の部品Eを区別するときは部品E(x,y)と表記するものとする。xは図3に示すX軸方向の番号であり、yはY軸方向の番号である。
先ず、図3に示す3列目から4列目への折り返しを例に具体的に説明する。ここでは前列の端数の部品数が1の場合を列に説明する。
図6に示すように、前列の端数の部品数が1の場合は、折り返し実装動作で吸着される4つの部品Eは図5に示す前列の部品E(15,3)、後列の部品E(14,4)、部品E(15,4)、部品E(16,4)である。
この場合は、図6に示すように、前列の部品Eであるか後列の部品Eであるかに関わらず最も左側(進行方向の最も後側の一例)にある部品Eは後列の最も左側にある部品E(14,4)であるので、部品E(14,4)に最も左側の実装ヘッド17のヘッド番号である1番が割り当てられる。
そして、残った部品Eである前列の部品E(15,3)に、残った実装ヘッド17のヘッド番号である3番が割り当てられる。
先ず、ヘッド番号3番の実装ヘッド17が前列の部品E(15,3)の上方に位置するようにヘッドユニット15を移動させ、当該部品E(15,3)を3番目の実装ヘッド17によって吸着する。
次に、ヘッド番号2番の実装ヘッド17が後列の左から2番目の部品E(15,4)の上方に位置するようにヘッドユニット15を右側に1部品分移動させ、2番目の実装ヘッド17によって部品E(15,4)を吸着する。
すなわち、この場合のヘッドユニット15のX軸方向の総移動距離は1部品分となる。
次に、9列目から10列目への折り返しを例に具体的に説明する。9列目から10列目への折り返しの場合、前列の端数の部品数が2の場合には、最も左側(進行方向の最も後側)にある部品Eは部品E(16,9)及び部品E(16,10)の二つになる。この場合は最も左側の実装ヘッド17(すなわちヘッド番号1番の実装ヘッド17)をどちらに割り当ててもよい。図6では前列の部品E(16,9)に割り当てた場合を示している。
次に、実施形態2に係る表面実装機1の効果を従来と比較して説明する。図6に示すように、従来は折り返し実装動作において以下の2つの規則に従って各部品Eに実装ヘッド17を割り当てていた。
(b2)後列の部品Eについて、右側にある部品Eほど、残った実装ヘッド17のうち左側の実装ヘッド17を割り当てる。言い換えると、右側にある部品Eほど残った実装ヘッド17のうちヘッド番号が小さい実装ヘッド17を割り当てる。
次に、実施形態3を図7ないし図8によって説明する。
前述した実施形態2では実装ヘッド17の数が4であるが、実装ヘッド17の数が5以上の場合も実装ヘッド17を割り当てる規則は同じである。ここでは実装ヘッド17の数が5の場合及び6の場合について説明する。
図7は実装ヘッド17の数が5の場合の3列目から4列目への折り返しにおける実装ヘッド17の割り当てを示している。
例えば前列の端数の部品数が2の場合は、前列の部品Eであるか後列の部品Eであるかに関わらず最も左側にある部品Eは前列の最も左側にある部品E(14,3)及び後列の最も左側にある部品E(14,4)の二つである。この場合は最も左側の実装ヘッド17(すなわちヘッド番号1番の実装ヘッド17)を部品E(14,3)及び部品E(14,4)のどちらに割り当ててもよい。
そして、例えば後列の部品E(14,4)に1番を割り当てた場合、最も左側の実装ヘッド17(すなわちヘッド番号1番の実装ヘッド17)が割り当てられている部品E(14,4)の右側に連なる部品Eのうち未だ実装ヘッド17が割り当てられていない部品Eは後列の左から2番目の部品E(15,4)であるので、部品E(15,4)に最も左側の実装ヘッド17の右側に連なる実装ヘッド17のヘッド番号である2番が割り当てられる。
詳しい説明は省略するが、上述したように実装ヘッド17を割り当てた場合、ヘッドユニット15のX軸方向の総移動距離は2部品分となる。
図8は実装ヘッド17の数が6の場合の3列目から4列目への折り返しにおける実装ヘッド17の割り当てを示している。
例えば前列の端数の部品数が3の場合は、前列の部品Eであるか後列の部品Eであるかに関わらず最も左側にある部品Eは前列の最も左側にある部品E(13,3)であるので、部品E(13,3)に最も左側の実装ヘッド17のヘッド番号である1番が割り当てられる。
そして、最も左側の実装ヘッド17が割り当てられている部品E(13,3)の右側に連なる部品Eのうち未だ実装ヘッド17が割り当てられていない部品Eは前列の左から2番目の部品E(14,3)及び3番目の部品E(15,3)であるので、部品E(14,3)及び部品E(15,3)に、最も左側の実装ヘッド17(ここではヘッド番号1番の実装ヘッド17)の右側に連なる実装ヘッド17のヘッド番号である2番及び3番が順に割り当てられる。
詳しい説明は省略するが、上述したように実装ヘッド17を割り当てた場合、ヘッドユニット15のX軸方向の総移動距離は2部品分となる。
以上説明した実施形態3に係る表面実装機1によると、折り返し実装動作において、実装ヘッド17の数分の部品Eを保持するときにヘッドユニット15が実装ヘッド列の列方向に移動する総移動距離を従来に比べて短くすることができる。これにより表面実装機1の生産性を向上させることができる。
次に、実施形態4を図9ないし図11によって説明する。先ず、図9を参照して、実施形態4に係る表面実装機201の構成について説明する。実施形態4に係る表面実装機201は実施形態1に係る表面実装機1の部品供給部13に替えて部品供給部213を備えている。
(c2)後列の部品Eについては、下流側(ここでは左側)にある部品Eほど、残った実装ヘッド17のうち下流側の実装ヘッド17を割り当てる。言い換えると、左側にある部品Eほど残った実装ヘッド17のうちヘッド番号が小さい実装ヘッド17を割り当てる。
先ず、ヘッド番号3番の実装ヘッド17が前列の端数の部品Eのうち最も左側にある部品E(18,1)の上方に位置するようにヘッドユニット15を移動させ、当該部品E(18,1)を3番目の実装ヘッド17によって吸着する。
次に、ヘッドユニット15を後側に1列分移動させる。
次に、ヘッド番号1番の実装ヘッド17が後列の最も左側にある部品E(1,2)の上方に位置するようにヘッドユニット15を移動させ、当該部品E(1,2)を1番目の実装ヘッド17によって吸着する。
次に、ヘッド番号2番の実装ヘッド17によって前列の左から2番目の部品E(2,2)を吸着する。
(d2)後列の部品Eについて、下流側にある部品Eほど、残った実装ヘッド17のうち下流側にある実装ヘッド17を割り当てる。言い換えると、左側にある部品Eほど残った実装ヘッド17のうちヘッド番号が小さい実装ヘッド17を割り当てる。
本明細書で開示される技術は上記既述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
Claims (3)
- 部品を保持及び開放する複数の部品保持部が一列に配列されている部品保持部列を有するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットを搬送するヘッド搬送部と、
前記部品保持部の数より多い数の部品が前記部品保持部列の列方向に配列された部品列が複数列平行に配されている部品群を供給する部品供給部と、
を備え、各前記部品列を順に基板に実装する表面実装機であって、
前記部品保持部列の列方向の一方側を上流側、他方側を下流側というとき、当該表面実装機の実装動作には、前記部品列の前記部品を下流側から上流側に向かって前記部品保持部の数分ずつ順に保持して前記基板に搭載する上流方向の実装動作と、前記部品列の前記部品を上流側から下流側に向かって前記部品保持部の数分ずつ順に保持して前記基板に搭載する下流方向の実装動作とがあり、
前記上流方向の実装動作では、前記部品保持部の数分の前記部品を保持するとき、下流側から一部品ずつ順に、且つ、下流側の前記部品保持部から上流側の前記部品保持部の順に前記部品を保持し、
前記下流方向の実装動作では、前記部品保持部の数分の前記部品を保持するとき、上流側から一部品ずつ順に、且つ、上流側の前記部品保持部から下流側の前記部品保持部の順に前記部品を保持する、表面実装機。 - 一の前記部品列を前記上流方向の実装動作又は前記下流方向の実装動作のいずれか一方の実装動作によって実装し、次の前記部品列を他方の実装動作によって実装する場合に、当該一方の実装動作において前記部品保持部の数分の前記部品を順に保持していく方向を進行方向というとき、前記一の部品列において前記部品保持部の数より少ない端数の前記部品が残った場合は、当該端数の前記部品を前記進行方向後側から一部品ずつ順に保持した後、前記次の部品列の前記部品を残りの前記部品保持部によって前記進行方向前側から一部品ずつ順に保持して前記基板に実装する折り返し実装動作を実行し、
当該折り返し実装動作において、前記一の部品列の前記部品であるか前記次の部品列の前記部品であるかに関わらず、
前記進行方向の最も後側にある前記部品に最も後側の前記部品保持部を割り当て、
前記進行方向の最も前側にある前記部品が一つの場合は当該部品に最も前側の前記部品保持部を割り当てる一方、最も前側にある前記部品が二つある場合はそれら二つの部品のうち前記進行方向の最も後側の前記部品保持部が割り当てられている前記部品が属する前記部品列ではない方の前記部品列に属する前記部品に最も前側の前記部品保持部を割り当て、
前記進行方向の最も後側の前記部品保持部が割り当てられている前記部品の前側に連なる前記部品のうち未だ前記部品保持部が割り当てられていない部品に、最も後側の前記部品保持部の前側に連なる前記部品保持部を順に割り当て、
残った前記部品について、前記進行方向の後側にある前記部品ほど、残った前記部品保持部のうち後側にある前記部品保持部を割り当て、
各前記部品をそれぞれその部品に割り当てた前記部品保持部によって保持する、請求項1に記載の表面実装機。 - 部品を保持及び開放する複数の部品保持部が一列に配列されている部品保持部列を有するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットを搬送するヘッド搬送部と、
前記部品保持部の数より多い数の部品が前記部品保持部列の列方向に配列された部品列が複数列平行に配されている部品群を供給する部品供給部と、
を備え、各前記部品列を順に基板に実装する表面実装機であって、
前記部品保持部列の列方向の一方側を上流側、他方側を下流側というとき、前記部品列の前記部品を下流側から上流側に向かって前記部品保持部の数分ずつ順に保持して前記基板に搭載する実装動作を実行し、
当該実装動作において、
一の前記部品列で前記部品保持部の数より少ない端数の前記部品が残った場合は、当該端数の前記部品を下流側から一部品ずつ順に保持した後、次の前記部品列の前記部品を残りの前記部品保持部によって下流側から一部品ずつ順に保持して前記基板に実装する折り返し実装動作を実行し、
当該折り返し実装動作において、
前記一の部品列の端数の部品について、上流側にある部品ほど、上流側にある前記部品保持部を割り当て、
前記次の部品列の部品について、下流側にある部品ほど、残った前記部品保持部のうち下流側にある前記部品保持部を割り当て、
各前記部品をそれぞれその部品に割り当てた前記部品保持部によって保持する、表面実装機。
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