JP7003214B2

JP7003214B2 - 部品実装機

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Publication number: JP7003214B2
Application number: JP2020216191A
Authority: JP
Inventors: 英俊川合; 淳飯阪; 秀俊伊藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-12-25
Filing date: 2020-12-25
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2037-01-30
Also published as: JP2021061426A

Description

本明細書は、部品実装機、部品吸着方法、ノズル配置方法及び部品供給装置配置方法を開示する。

部品実装機として、複数のフィーダから供給される部品を、ロータリーヘッドに備えられた複数のノズルで吸着して基板に実装するものが知られている。この種の部品実装機において、ロータリーヘッドで対向する一対のノズルにより２個の部品を同時に吸着するものも知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３－１７４２８６号公報

しかしながら、２個の部品を同時に吸着するにあたり、一方の部品とそれに対向するノズルとの位置合わせともう一方の部品とそれに対向するノズルとの位置合わせを個別に行うことはできなかった。こうした場合、各々の位置ズレが平均的な位置ズレとなるように制御することも考えられるが、微小部品を吸着する場合にはうまく吸着できないことがあった。

本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであり、微小部品を含む複数の部品を確実に同時吸着することを主目的とする。

本開示の部品実装機は、
部品供給位置に部品を送り出す複数の部品供給装置と、
部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させ、２以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
前記ヘッド移動装置及び前記ノズル昇降装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記２以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルが対向するように位置決めする際に、前記２以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッド移動装置を制御し、その状態で前記２以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向している前記ノズルが一斉に各部品を吸着するように前記ノズル昇降装置を制御する、
ものである。

この部品実装機では、２以上の前記部品供給位置のそれぞれにノズルが対向するように位置決めする際に、その２以上の部品供給位置に供給される部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるようにヘッドを移動し、その状態でその２以上の部品供給位置のそれぞれに対向しているノズルを一斉に昇降させて各ノズルに各部品を吸着させる。このように、複数の部品を同時吸着するため、部品を一つずつ吸着する場合に比べて吸着に要する時間が短縮化される。また、同時吸着する際に吸着条件が最もシビアな最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正を優先して行うため、最小サイズの部品を確実に吸着することができる。最小サイズ以外の部品については、最小サイズの部品ほど吸着条件がシビアでなく多少の位置ズレは許容されるため、位置補正を優先して行わなくても十分吸着することができる。したがって、微小部品を含む複数の部品を確実に同時吸着することができ、ひいては生産性が向上する。

本開示の部品実装機の部品吸着方法は、
部品供給位置に部品を送り出す複数の部品供給装置と、
部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させ、２以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
を備えた部品実装機の部品吸着方法であって、
前記２以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルが対向するように位置決めする際に、前記２以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッドを移動し、その状態で前記２以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向している前記ノズルを一斉に昇降させて各ノズルに各部品を吸着させる、
ものである。

この部品吸着方法では、複数の部品を同時吸着するため、部品を一つずつ吸着する場合に比べて吸着に要する時間が短縮化される。また、同時吸着する際に吸着条件が最もシビアな最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正を優先して行うため、最小サイズの部品を確実に吸着することができる。最小サイズ以外の部品については、最小サイズの部品ほど吸着条件がシビアでなく多少の位置ズレは許容されるため、位置補正を優先して行わなくても十分吸着することができる。したがって、微小部品を含む複数の部品を確実に同時吸着することができ、ひいては生産性が向上する。

本開示の部品実装機のノズル配置方法は、
部品供給位置に部品を送り出す複数の部品供給装置と、
部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させ、２以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
を備えた部品実装機のノズル配置方法であって、
前記２以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させたときに、前記２以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品と対向する位置には小ノズルを配置し、前記２以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち前記最小サイズより大きな部品と対向する位置には前記小ノズルよりも大きなノズルを配置する、
ものである。

このノズル配置方法では、２以上の部品供給位置に供給される部品のうち最小サイズの部品と対向する位置には小ノズルを配置する。そのため、同時吸着する際に吸着条件が最もシビアな最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正を優先して行う意義が高い。

本開示の部品実装機の部品供給装置配置方法は、
部品供給位置に部品を送り出す複数の部品供給装置と、
部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させ、２以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
を備えた部品実装機の部品供給装置配置方法であって、
前記２以上の前記部品供給位置の間隔は、前記２以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向する前記ノズルの間隔と同じであり、前記２以上の前記部品供給位置の一つには、前記２以上の前記部品供給位置の残りと比べてサイズの小さい部品を供給する、
ものである。

この部品供給装置配置方法では、２以上の部品供給位置の間隔は、２以上の部品供給位置のそれぞれに対向するノズルの間隔と同じである。そのため、２以上の部品の同時吸着を実施しやすい。また、２以上の部品供給位置の一つには、残りと比べてサイズの小さい部品を供給する。そのため、部品実装機は同時吸着する際に吸着条件が最もシビアな最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正を優先して行うことが可能となる。

部品実装機１０の概略構成を示す斜視図。リール２１の斜視図。実装ヘッド４０の概略構成を示す説明図。ヘッド本体４１の概略構成を示す平面図。制御装置８０の電気的な接続関係を示す説明図。同時吸着処理の一例を示すフローチャート。ノズル４４とテープ２２との位置関係を示す説明図。ノズル４４ｋ，４４Ｋと部品Ｐ１，Ｐ２との位置関係を示す説明図。ノズル４４ｋ，４４Ｋと部品Ｐ１，Ｐ２との位置関係を示す説明図。ノズル４４ｋ，４４Ｋと部品Ｐ１，Ｐ２との位置関係を示す説明図。別の実施形態の説明図。別の実施形態の説明図。

本開示の部品実装機の好適な実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図１は部品実装機１０の概略構成を示す斜視図、図２はリール２１の斜視図、図３は実装ヘッド４０の概略構成を示す説明図、図４はヘッド本体４１の概略構成を示す平面図、図５は制御装置８０の電気的な接続関係を示す説明図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前（手前）後（奥）方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

部品実装機１０は、図１に示すように、部品供給装置２０と、基板搬送装置２５と、ＸＹロボット３０と、実装ヘッド４０と、パーツカメラ２８と、マークカメラ２９と、制御装置８０（図５参照）とを備えている。

部品供給装置２０は、部品実装機１０の前側に、左右方向（Ｘ軸方向）に並ぶように複数設けられている。この部品供給装置２０は、図２に示すように、所定間隔毎に部品Ｐが収容されたテープ２２をリール２１から引き出して所定のピッチで送るテープフィーダとして構成されている。リール２１に巻回されたテープ２２には、複数の凹部２２ａがテープ２２の長手方向に沿って並ぶように形成されている。各凹部２２ａには、部品Ｐが収容されている。これらの部品Ｐは、テープ２２の表面を覆うフィルム２３によって保護されている。テープ２２は、長手方向に沿って形成されたスプロケット穴２２ｂを有している。このスプロケット穴２２ｂに部品供給装置２０のスプロケット（図示せず）の歯が嵌まり込んで所定量回転することにより、テープ２２は所定のピッチで送られる。予め定められた部品供給位置Ｆに至った部品Ｐは、フィルム２３が剥がされた状態になっている。部品供給装置２０は、テープ２２を送り方向に案内するテープガイド２４を有している。このテープガイド２４の上面の所定位置には、基準マークＭが付されている。

基板搬送装置２５は、図１に示すように、前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルト２６，２６（図１では一方のみ図示）を有している。基板１２はこのコンベアベルト２６，２６により搬送されて所定の取込位置に到達すると、裏面側に多数立設された支持ピン２７によって支持される。

ＸＹロボット３０は、図１に示すように、前後方向（Ｙ軸方向）に沿って設けられた左右一対のＹ軸ガイドレール３３，３３と、左右一対のＹ軸ガイドレール３３，３３に架け渡されたＹ軸スライダ３４とを備えている。また、ＸＹロボット３０は、Ｙ軸スライダ３４の前面に左右方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられたＸ軸ガイドレール３１，３１と、Ｘ軸ガイドレール３１，３１に取り付けられたＸ軸スライダ３２とを備えている。Ｘ軸スライダ３２は、Ｘ軸モータ３６（図５参照）の駆動によってＸ軸方向に移動可能であり、Ｙ軸スライダ３４は、Ｙ軸モータ３８（図５参照）の駆動によってＹ軸方向に移動可能である。なお、Ｘ軸スライダ３２は、Ｘ軸位置センサ３７によりＸ軸方向の位置が検知され、Ｙ軸スライダ３４は、Ｙ軸位置センサ３９によりＹ軸方向の位置が検知される。Ｘ軸スライダ３２には実装ヘッド４０及びマークカメラ２９が取り付けられている。実装ヘッド４０及びマークカメラ２９は、ＸＹロボット３０を駆動制御することにより、ＸＹ平面上の任意の位置に移動される。ＸＹロボット３０はヘッド移動装置に相当する。

実装ヘッド４０は、図３に示すように、ヘッド本体４１と、ノズルホルダ４２と、ノズル４４とを備えている。ヘッド本体４１は、円盤状の回転体である。ノズルホルダ４２は、ヘッド本体４１の円周方向に所定間隔で複数（ここでは８個）設けられている。ノズル４４は、各ノズルホルダ４２の先端部に交換可能に取り付けられている。また、実装ヘッド４０は、Ｒ軸駆動装置５０と、Ｑ軸駆動装置６０と、Ｚ軸駆動装置７０，７０とを備えている。なお、図３には、便宜上、Ｚ軸駆動装置７０，７０と係合する位置にある２つのノズルホルダ４２を実線で示し、残りのノズルホルダ４２を一点鎖線で示した。

Ｒ軸駆動装置５０は、Ｒ軸５１と、Ｒ軸モータ５４と、Ｒ軸位置センサ５５（図５参照）とを備えている。Ｒ軸５１は、上下方向に延び、下端がヘッド本体４１の中心軸に取り付けられている。Ｒ軸モータ５４は、Ｒ軸５１の上端に設けられたＲ軸ギヤ５２に噛み合うギヤ５３を回転駆動する。Ｒ軸位置センサ５５は、Ｒ軸モータ５４の回転位置を検知する。Ｒ軸駆動装置５０は、Ｒ軸モータ５４によりギヤ５３，Ｒ軸ギヤ５２を介してＲ軸５１を回転駆動することにより、ヘッド本体４１に支持された複数のノズルホルダ４２を複数のノズル４４と共に円周方向に旋回（公転）させる。すなわち、ノズル４４は所定間隔毎に間欠回転する。

Ｑ軸駆動装置６０は、上下２段のＱ軸ギヤ６１，６２と、ギヤ６３，６４と、Ｑ軸モータ６５と、Ｑ軸位置センサ６６（図５参照）とを備えている。上下２段のＱ軸ギヤ６１，６２は、Ｒ軸５１に対して同軸かつ相対回転可能に挿通されている。ギヤ６３は、各ノズルホルダ４２の上部に設けられ、下段のＱ軸ギヤ６１と上下方向にスライド可能に噛み合っている。Ｑ軸モータ６５は、上段のＱ軸ギヤ６２に噛み合うギヤ６４を回転駆動する。Ｑ軸位置センサ６６は、Ｑ軸モータ６５の回転位置を検知する。Ｑ軸駆動装置６０は、Ｑ軸モータ６５によりＱ軸ギヤ６１，６２を回転駆動することにより、Ｑ軸ギヤ６１と噛み合うギヤ６３を回転させて、各ノズルホルダ４２をその中心軸回りに同一回転方向に同一回転量でもって回転させる。これに伴い、ノズル４４も回転（自転）する。

Ｚ軸駆動装置７０，７０は、ノズルホルダ４２の旋回（公転）軌道上の２箇所に設けられ、２箇所においてノズルホルダ４２を個別に昇降可能に構成されている。本実施形態では、Ｚ軸駆動装置７０，７０は、ヘッド本体４１の中心を挟んで左右に対向するように設けられている。Ｚ軸駆動装置７０は、Ｚ軸スライダ７１と、Ｚ軸モータ７３と、Ｚ軸位置センサ７４（図５参照）とを備えている。Ｚ軸スライダ７１は、上下方向に延びるボールネジ７２に昇降可能に取り付けられている。Ｚ軸スライダ７１は、ノズルホルダ４２から横向きに延び出した係合片４２ａを挟み込む挟持部７１ａを備えている。Ｚ軸モータ７３は、ボールネジ７２を回転させることによりＺ軸スライダ７１を昇降させる。Ｚ軸位置センサ７４は、Ｚ軸スライダ７３の昇降位置を検知する。Ｚ軸駆動装置７０は、Ｚ軸モータ７３を駆動してＺ軸スライダ７１をボールネジ７２に沿って昇降させることにより、Ｚ軸スライダ７１と一体化されたノズルホルダ４２及びノズル４４を昇降させる。ノズルホルダ４２がヘッド本体４１と共に回転してＺ軸駆動装置７０の配置された箇所に停止すると、そのノズルホルダ４２の係合片４２ａがＺ軸スライダ７１の挟持部７１ａに挟み込まれる。また、ノズルホルダ４２がＺ軸駆動装置７０の配置された箇所から移動すると、そのノズルホルダ４２の係合片４２ａがＺ軸スライダ７１の挟持部７１ａから抜け出る。Ｚ軸駆動装置７０，７０はノズル昇降装置に相当する。

ノズル４４は、圧力調整弁４６（図５参照）を介して負圧が供給されると部品Ｐを吸着し、大気圧又は正圧が供給されると部品Ｐを放す。図４に示すように、ノズル４４の吸引口は円形である。ヘッド本体４１の中心を挟んで互いに対向する２つのノズル４４，４４は、同じ組に属している。同じ組に属する２つのノズル４４，４４は、同時にＺ軸駆動装置７０，７０の配置された箇所に停止するため、一斉にＺ軸方向に昇降可能となる。本実施形態では、４つの組がある。１番目の組にはノズル４４ａ，４４Ａが属し、２番目の組にはノズル４４ｂ，４４Ｂが属し、３番目の組にはノズル４４ｃ，４４Ｃが属し、４番目の組にはノズル４４ｄ，４４Ｄが属する。ノズル４４ａ～４４ｄのノズル径は、ノズル４４Ａ～４４Ｄのノズル径よりも小さい。なお、ノズル４４ａ～４４ｄを総称するときにはノズル４４ｋ、ノズル４４Ａ～Ｄを総称するときにはノズルＫと表し、ノズル４４ｋとノズルＫとは同じ組に属するものとして説明する。

パーツカメラ２８は、図１に示すように、部品供給装置２０と基板搬送装置２５との間に設けられている。パーツカメラ２８は、ノズル４４に吸着された部品Ｐの姿勢を撮像する。

マークカメラ２９は、Ｘ軸スライダ３２の下面に設けられている。マークカメラ２９は、部品供給装置２０においてリール２１から送り出されたテープ２２を案内するテープガイド２４（図２参照）に付された基準マークＭを撮像する。

制御装置８０は、図５に示すように、ＣＰＵ８１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ８１の他に、ＲＯＭ８２やＨＤＤ８３、ＲＡＭ８４、入出力インタフェース８５などを備える。これらはバス８６を介して接続されている。制御装置８０には、ＸＹロボット３０（Ｘ軸位置センサ３７やＹ軸位置センサ３９）からの検知信号や実装ヘッド４０（Ｒ軸位置センサ５５やＱ軸位置センサ６６、Ｚ軸位置センサ７４，７４）からの検知信号、パーツカメラ２８からの画像信号、マークカメラ２９からの画像信号などが入出力インタフェース８５を介して入力される。また、制御装置８０からは、部品供給装置２０への制御信号や基板搬送装置２５への制御信号、ＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６やＹ軸モータ３８）への制御信号、実装ヘッド４０（Ｒ軸モータ５４やＱ軸モータ６５、Ｚ軸モータ７３，７３）への制御信号、圧力調整弁４６への制御信号、パーツカメラ２８への制御信号、マークカメラ２９への制御信号などが入出力インタフェース８５を介して出力される。

次に、部品実装機１０が部品実装処理を行うときの動作について説明する。制御装置８０のＣＰＵ８１は、図示しない管理装置から受信した生産プログラムに基づいて、部品実装機１０の各部を制御して複数の部品が実装された基板１２を生産する。具体的には、ＣＰＵ８１は、部品供給装置２０から供給される部品Ｐに対向するノズル４４の位置補正を行った後、部品Ｐをノズル４４に吸着し、ノズル４４に吸着された部品Ｐが基板１２上に順次実装されるように部品実装機１０の各部を制御する。

ここで、部品供給装置２０によって供給される部品Ｐに対向するノズル４４の位置補正について説明する。なお、ノズル４４の公差等に基づく位置ズレは予めキャリブレーションを実行することにより解消されているものとする。ＣＰＵ８１は、部品供給装置２０のテープガイド２４に付された基準マークＭをマークカメラ２９で撮像し、その撮像画像から基準マークＭの部品実装機１０上での座標位置を認識する。部品実装機１０では、部品Ｐの中心位置（被吸着位置）が基準マークＭからどれだけ離れた位置にあるかが予め決められ、ＨＤＤ８３に保存されている。そのため、ＣＰＵ８１は、基準マークＭの部品実装機１０上での座標位置から、部品Ｐの中心位置の部品実装機１０上での座標位置を求めることができる。ＣＰＵ８１は、ノズル４４の中心位置が部品Ｐの中心位置と一致するように位置補正を行う。こうすることにより、テープガイド２４の基準マークＭの公差等に基づく位置ズレを解消し、ノズル４４の中心位置を部品Ｐの中心位置と精度よく一致させることができ、部品Ｐをノズル４４で確実に吸着することができる。

次に、部品Ｐをノズル４４に吸着させる際に、同じ組のノズル４４ｋ，４４Ｋに同時に部品Ｐを吸着させる場合について説明する。この場合、ＣＰＵ８１は、図６に示す同時吸着処理を実行する。ここでは、図７に示すように、ノズル４４ｋによって吸着される部品はすべて同じ小サイズ（例えば平面視が０．４ｍｍ×０．２ｍｍの矩形）の部品Ｐ１であり、ノズル４４Ｋによって吸着される部品はすべて同じ大サイズ（例えば平面視が１．０ｍｍ×０．５ｍｍの矩形）の部品Ｐ２であるとする。ノズル４４ｋは部品Ｐ１に合った小サイズのノズルであり、ノズル４４Ｋは部品Ｐ２に合った大サイズのノズルである。ノズル４４ｋと対向する位置には部品Ｐ１が供給され、ノズル４４Ｋと対向する位置には部品Ｐ２が供給されるように、部品供給装置２０のリール２１がセットされている。同時に吸着される部品は部品Ｐ１と部品Ｐ２の２種類のため、部品Ｐ１が最小サイズの部品となる。部品Ｐ１の部品供給位置Ｆを部品供給位置Ｆ１、部品Ｐ２の部品供給位置Ｆを部品供給位置Ｆ２と称する。

ＣＰＵ８１は、同時吸着処理ルーチンを開始すると、まず、変数ｎに値１を代入する（Ｓ１００）。続いて、ＣＰＵ８１は、ｎ番目の組の一対のノズル４４ｋ，４４Ｋがそれぞれ部品供給位置Ｆ１，Ｆ２の上方に配置されるよう部品実装機１０の各部を制御する（Ｓ１１０）。いま、変数ｎが値１のときであるため、対象となるのは１番目の組に属するノズル４４ａ，４４Ａである。そのため、ＣＰＵ８１は、ノズル４４ａが部品供給位置Ｆ１にある部品Ｐ１に対向し、ノズル４４Ａが部品供給位置Ｆ２にある部品Ｐ２に対向するように部品実装機１０の各部を制御する（図７参照）。これにより、ノズル４４ａは左側のＺ軸駆動装置７０により昇降可能となり、ノズル４４Ｋは右側のＺ軸駆動装置７０により昇降可能となる。

続いて、ＣＰＵ８１は、部品Ｐ１に対向するノズル４４ｋの位置補正を、部品Ｐ２に対向するノズル４４Ｋの位置補正よりも優先して実行する（Ｓ１２０）。部品Ｐ１に対向するノズル４４ｋとの位置補正は、既に説明したとおりである。

例えば、部品Ｐ１側の基準マークＭも部品Ｐ２側の基準マークＭも位置ズレがなかった場合、部品Ｐ１，Ｐ２とノズル４４ｋ，４４Ｋとの位置関係は図８に示すようになる。すなわち、ノズル４４ｋの中心位置は部品Ｐ１の中心位置と一致し、ノズル４４Ｋの中心位置と部品Ｐ２の中心位置と一致する。

一方、部品Ｐ１側の基準マークＭも部品Ｐ２側の基準マークＭも位置ズレがあり、部品Ｐ１の位置が設計位置（図９の１点鎖線）よりも左側にずれ、部品Ｐ２の位置が設計位置（図９の１点鎖線）よりも右側にずれていた場合、Ｓ１２０のように部品Ｐ１に対向するノズル４４ｋの位置補正を優先して実行すると、部品Ｐ１，Ｐ２とノズル４４ｋ，４４Ｋとの位置関係は図９に示すようになる。すなわち、ノズル４４ｋの中心位置は部品Ｐ１の中心位置と一致するが、ノズル４４Ｋの中心位置は部品Ｐ２の中心位置と一致しない。しかしながら、部品Ｐ２は部品Ｐ１よりサイズが大きいため、部品Ｐ２の吸着可能な許容範囲は広い。そのため、ノズル４４Ｋの中心位置が部品Ｐ２の中心位置と一致しなくても、ノズル４４Ｋは部品Ｐ２を問題なく吸着することができる。

これに対して、同じく、部品Ｐ１の位置が設計位置（図１０の１点鎖線）よりも左側にずれ、部品Ｐ２の位置が設計位置（図１０の１点鎖線）よりも右側にずれていた場合、部品Ｐ２に対向するノズル４４Ａの位置補正を優先して実行すると、図１０に示すようになる。すなわち、ノズル４４Ｋの中心位置は部品Ｐ２の中心位置と一致するが、ノズル４４ｋの中心位置は部品Ｐ１の中心位置と一致しない。この場合、部品Ｐ１は部品Ｐ２よりサイズが小さいため、部品Ｐ１の吸着可能な許容範囲は狭い。そのため、ノズル４４ｋは部品Ｐ１からはみ出してしまい部品Ｐ１を吸着することができなくなることがある。

さて、Ｓ１２０のあと、ＣＰＵ８１は、左右両方のＺ軸駆動装置７０，７０を制御して、ｎ番目の組に属する２つのノズル４４ｋ，４４Ｋを同時に下降させ、部品吸着させ、上昇させる（Ｓ１３０）。そのため、部品Ｐ１の位置補正を行ったあと部品Ｐ１の吸着を行い、続いて部品Ｐ２の位置補正を行ったあと部品Ｐ２の吸着を行う場合に比べて、吸着に要する時間が短縮化される。

その後、ＣＰＵ８１は、すべての組のノズル４４ｋ，４４Ｋの吸着が終了したか否かを判定し（Ｓ１４０）、終了していなかったならば変数ｎの値を１インクリメントし（Ｓ１５０）、Ｓ１１０に戻る。Ｓ１１０では、ＣＰＵ８１は、テープ２２を送って部品供給位置Ｆ１，Ｆ２のそれぞれに次の部品Ｐ１，Ｐ２が配置されるようにする。また、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を上方からみて反時計回り（図７の矢印参照）に所定角度（４５°）回転させて次のノズル４４ｋ，４４Ｋが部品Ｐ１，Ｐ２とそれぞれ対向するようにする。その後、ＣＰＵ８１はＳ１２０以降の処理を行う。

一方、Ｓ１４０ですべての組のノズル４４ｋ，４４Ｋの吸着が終了していたならば、ＣＰＵ８１は、この同時吸着処理を終了する。

この後、ＣＰＵ８１は、実装ヘッド４０をパーツカメラ２８の上方に移動し、各ノズル４４に吸着された部品Ｐ１，Ｐ２を順次パーツカメラ２８で撮像する。そして、各撮像画像に基づいて部品Ｐ１，Ｐ２の姿勢を認識し、その姿勢を加味して部品Ｐ１，Ｐ２を基板１２上に実装する。

以上説明した部品実装機１０では、２つの部品Ｐ１，Ｐ２を同時吸着するため、部品Ｐ１，Ｐ２を一つずつ吸着する場合に比べて吸着に要する時間が短縮化される。また、同時吸着する際に部品Ｐ１，Ｐ２のうち吸着条件がシビアな小サイズの部品Ｐ１に対向するノズル４４ｋの位置補正を優先して行うため、小サイズの部品Ｐ１を確実に吸着することができる。大サイズの部品Ｐ２については、小サイズの部品Ｐ１ほど吸着条件がシビアでなく多少の位置ズレは許容されるため、位置補正を優先して行わなくても十分吸着することができる。したがって、小サイズの部品Ｐ１を含む複数の部品を確実に同時吸着することができ、ひいては生産性が向上する。

また、ノズル４４ｋの中心位置を小サイズの部品Ｐ１の中心位置と一致するように制御するため、小サイズの部品Ｐ１をより確実に吸着することができる。

更に、同時吸着動作を実装ヘッド４０の複数組（４組）のノズル４４ｋ，４４Ｋで実行するため、同時吸着動作を実装ヘッド４０の１組のノズルだけで実行する場合に比べて、部品供給装置２０と基板１２との間を移動する回数が少なくなる。

更にまた、実装ヘッド４０として、複数（８個）のノズル４４が円周上に配置され、間欠回転するロータリーヘッドを採用したため、複数のノズルが直線上に配置されたインラインヘッドを用いる場合に比べて、ヘッドの大きさをコンパクトにすることができる。

そしてまた、２つの部品供給位置Ｆ１，Ｆ２のそれぞれに対向するノズル４４ｋ，４４Ｋは、部品供給装置２０が部品Ｐ１，Ｐ２を送り出す方向と直交する方向に並んでいるため、部品Ｐ１，Ｐ２の送り出し動作とそれに続く同時吸着動作とを繰り返し実行するのが容易になる。

そして更に、２つの部品供給位置Ｆ１，Ｆ２に供給される部品Ｐ１，Ｐ２のうち小サイズの部品Ｐ１と対向する位置には小サイズのノズル４４ｋが配置されるため、部品Ｐ１に対向するノズル４４ｋの位置補正を優先して行う意義が高い。

そして更にまた、２つの部品供給位置Ｆ１，Ｆ２の間隔は、２つの部品供給位置Ｆ１，Ｆ２のそれぞれに対向するノズル４４ｋ，４４Ｋの間隔と同じである。そのため、２つの部品の同時吸着を実施しやすい。また、２つの部品供給位置Ｆ１，Ｆ２の一方には、他方と比べてサイズの小さい部品Ｐ１を供給する。そのため、部品実装機１０は同時吸着する際に吸着条件が最もシビアな最小サイズの部品Ｐ１に対向するノズル４４ｋの位置補正を優先して行うことが可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、８個のノズル４４が所定間隔毎に同一円周上に並んだロータリーヘッドを例示したが、ノズル４４の数は８個に限定されるものではなく、例えば１２個とか２０個とか２４個とかであってもよい。また、図１１に示すように、外側と内側の円周上にそれぞれ複数（４つ）のノズル１４４，２４４が並んだロータリーヘッドを用いてもよい。このロータリーヘッドは、外側の円周上に所定間隔毎に並んだ４つのノズル１４４と、内側の円周上に所定間隔毎に並んだ４つのノズル２４４とを有している。また、ヘッド下面の直径方向に外側のノズル１４４、内側のノズル２４４、内側のノズル２４４、外側のノズル１４４が一列に並ぶ。左右に延びる直径方向に並ぶ４つのノズル１４４，２４４，２４４，１４４は、それぞれ部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ２，Ｐ２に対向し、それぞれ図示しないＺ軸駆動装置によって昇降可能となっている。また、左右に延びる直径方向に並ぶ４つのノズル１４４，２４４，２４４，１４４のうちの一つ（ここでは左端のノズル１４４）が小サイズの部品Ｐ１を、残りが大サイズの部品Ｐ２を同時に吸着する。この場合も、小サイズの部品Ｐ１に対向するノズル１４４の位置補正を優先して行うことにより、上述した実施形態と同様の効果が得られる。なお、３つの部品Ｐ２は部品Ｐ１より大きなサイズであればすべて同じサイズであってもよいし異なるサイズであってもよい。

上述した実施形態では、ロータリーヘッドを例示したが、図１２に示すように、複数のノズル３４４が左右方向に直線上に並んだインラインヘッドを用いてもよい。図１２では、複数のノズル３４４のうちの一つ（ここでは右端のノズル３４４）が小サイズの部品Ｐ１を吸着し、残りが大サイズの部品Ｐ２を吸着するようにし、すべてのノズル３４４が一斉に昇降可能なように構成されている。この場合も、小サイズの部品Ｐ１に対向するノズル３４４の位置補正を優先して行うことにより、上述した実施形態と同様の効果が得られる。なお、３つの部品Ｐ２は部品Ｐ１より大きなサイズであればすべて同じサイズであってもよいし異なるサイズであってもよい。

上述した実施形態において、ノズル４４ａ～４４ｄがサイズの異なる４つの小部品Ｐ１ａ～Ｐ１ｄを吸着し、ノズル４４Ａ～４４Ｄがサイズの異なる４つの大部品Ｐ１Ａ～Ｐ１Ｄを吸着するようにしてもよい。この場合、小部品Ｐ１ａ～Ｐ１ｄや大部品Ｐ１Ａ～Ｐ１Ｄは異なるテープによって供給される。また、小部品Ｐ１ａは大部品Ｐ１Ａよりもサイズが小さく、小部品Ｐ１ａの部品供給位置と大部品Ｐ１Ａの部品供給位置との間隔は、ノズルＰ１ａとノズルＰ１Ａとの間隔と同じである。小部品Ｐ１ａと大部品Ｐ１Ａとを同時吸着する場合、小部品Ｐ１ａに対向するノズル４４ａの位置補正を優先的に実行する。他の小部品Ｐ１ｂ～Ｐ１ｄや大部品Ｐ１Ｂ～Ｐ１Ｄについても同様である。このようにしても上述した実施形態と同様の効果が得られる。

上述した実施形態では、部品Ｐとその部品に対向するノズル４４との位置補正を行うにあたり、基準マークＭの撮像画像から部品Ｐの中心位置の部品実装機１０上での座標位置を認識したが、基準マークＭの代わりにスプロケット穴２２ｂを利用してもよいし、部品Ｐそのものをマークカメラ２９で撮像しその撮像画像から部品Ｐの中心位置の部品実装機１０上での座標位置を認識してもよい。

上述した実施形態では、Ｚ軸モータ７３は、ボールネジ７２を用いてＺ軸スライダ７１を昇降させたが、リニアモータを用いてＺ軸スライダ７１を昇降させてもよい。また、Ｚ軸モータ７３に代えてエアシリンダなどのアクチュエータを用いてＺ軸スライダ７１を昇降させてもよい。

上述した実施形態では、ノズル４４の吸引口を円形としたが、部品Ｐの形状によっては、吸引孔を正方形や長方形、Ｖ字形等としてもよい。

上述した実施形態において、小サイズの部品Ｐ１を供給するテープ２２と大サイズの部品Ｐ２を供給するテープ２２との間に他のテープがセットされていてもよい。

上述した実施形態において、ノズル４４ｋとノズル４４Ｋを複数組備えた実装ヘッド４０を採用したが、特に複数組に限定されるものではなく、１組だけ備えていてもよい。

本開示の部品実装機は、以下のように構成してもよい。

本開示の部品実装機において、前記制御装置は、前記最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッド移動装置を制御するにあたり、前記最小サイズの部品に対向するノズルの所定の吸着位置が前記最小サイズの部品の所定の被吸着位置と一致するように前記ヘッド移動装置を制御してもよい。こうすれば、最小サイズの部品をより確実に吸着することができる。

本開示の部品実装機において、前記ヘッドは、前記２以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向する前記ノズルを複数組有し、前記制御装置は、組ごとに、前記２以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルが対向するように位置決めする際に、前記２以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッド移動装置を制御し、その状態で前記２以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向している前記ノズルが一斉に各部品を吸着するように前記ノズル昇降装置を制御してもよい。こうすれば、同時吸着動作を複数組のノズルで実行するため、同時吸着動作を１組のノズルだけで実行する場合に比べて、部品供給装置と基板との間を移動する回数が少なくなる。

本開示の部品実装機において、前記ヘッドは、前記複数のノズルが円周上に配置され、間欠回転するロータリーヘッドであってもよいし、複数のノズルが直線上に配置されたインラインヘッドであってもよい。但し、ロータリーヘッドの方がインラインヘッドに比べてヘッドの大きさをコンパクトにすることができる。

本開示の部品実装機において、前記２以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向するノズルは、前記部品供給装置が前記部品を送り出す方向と直交する方向に並んでいてもよい。こうすれば、部品の送り出し動作とそれに続く同時吸着動作とを繰り返し実行するのが容易になる。

本発明は、部品を基板上に実装する作業を行う各種産業に利用可能である。

１０部品実装機、１２基板、２０部品供給装置、２１リール、２２テープ、２２ａ凹部、２２ｂスプロケット穴、２３フィルム、２４テープガイド、２５基板搬送装置、２６コンベアベルト、２７支持ピン、２８パーツカメラ、２９マークカメラ、３０ＸＹロボット、３１Ｘ軸ガイドレール、３２Ｘ軸スライダ、３３Ｙ軸ガイドレール、３４Ｙ軸スライダ、３６Ｘ軸モータ、３７Ｘ軸位置センサ、３８Ｙ軸モータ、３９Ｙ軸位置センサ、４０実装ヘッド、４１ヘッド本体、４２ノズルホルダ、４２ａ係合片、４４，４４ａ～４４ｄ，４４ｋ，４４Ａ～４４Ｄ，４４Ｋノズル、４６圧力調整弁、５０Ｒ軸駆動装置、５１Ｒ軸、５２Ｒ軸ギヤ、５３ギヤ、５４Ｒ軸モータ、５５Ｒ軸位置センサ、６０Ｑ軸駆動装置、６１Ｑ軸ギヤ、６２Ｑ軸ギヤ、６３，６４ギヤ、６５Ｑ軸モータ、６６Ｑ軸位置センサ、７０Ｚ軸駆動装置、７１Ｚ軸スライダ、７１ａ挟持部、７２ボールネジ、７３Ｚ軸スライダ、７３Ｚ軸モータ、７４Ｚ軸位置センサ、８０制御装置、８１ＣＰＵ、８２ＲＯＭ、８３ＨＤＤ、８４ＲＡＭ、８５入出力インタフェース、８６バス、１４４，２４４，３４４ノズル、Ｆ，Ｆ１，Ｆ２部品供給位置、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２部品。

Claims

部品を所定間隔毎に収容したテープを送り方向に案内するテープガイドに基準マークを有すると共に部品供給位置に部品を送り出す複数のテープフィーダと、
部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させ、２以上の前記テープフィーダの前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
前記移動装置により移動され、前記基準マークを撮像するマークカメラと、
前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
前記ヘッド移動装置及び前記ノズル昇降装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記２以上の前記テープフィーダによって供給される部品は、サイズの異なるものが含まれており、
前記制御装置は、前記２以上の前記テープフィーダの前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルが対向するように位置決めする際に、それぞれの前記テープフィーダの前記基準マークをマークカメラで撮像した結果から前記部品と前記ノズルとの位置関係を求めると共に、前記２以上の前記テープフィーダの前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッド移動装置を制御するにあたり、前記最小サイズの部品に対向するノズルの所定の吸着位置が前記最小サイズの部品の所定の被吸着位置と一致するように前記ヘッド移動装置を制御する、
部品実装機。
前記ヘッドは、前記複数のノズルが円周上に配置され、間欠回転するロータリーヘッドである、
請求項１に記載の部品実装機。