JP7113332B2

JP7113332B2 - 部品実装装置、および部品実装装置における部品供給方法

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Publication number: JP7113332B2
Application number: JP2018130367A
Authority: JP
Inventors: 孝文辻澤
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2022-08-05
Anticipated expiration: 2038-07-10
Also published as: JP2020009933A

Description

本発明は、トレイに格納された姿勢の異なる複数の部品を部品供給部へ供給する部品実装装置、および部品実装装置における部品供給方法に関するものである。

表示基板や回路基板などに部品を実装する部品実装装置が広く用いられている。従来、部品実装装置が実装する部品をピックアップする手段の一つとして、所定の位置に供給されたトレイに載置された部品を搭載ヘッドが直接ピックアップする手段が存在している（例えば特許文献１を参照）。

近年、部品の形状は多様化し、例えばＬ字形状のＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｓ）等を液晶基板の周縁などに実装する場合も増加するようになってきた。

特開２０１６－１１９３９０号公報

このような異形の部品をできるだけ多くトレイに収納するため、部品の姿勢（向き）を一部で異ならせる場合がある。Ｌ字形状の部品を例に挙げると、一部の部品を水平面内において１８０°だけ回転させ、姿勢の異なるそれぞれの部品に対応する一辺を互いに向けた状態でこれらの部品を並べる。これにより、全ての部品を同じ姿勢とする場合に比べてより多くの部品をトレイに収納することができる。

しかしながら、従来のトレイ供給装置では、トレイに異なる姿勢で収納された部品が混在する場合、特定の姿勢で収納された部品を先に実装し、残存した他の姿勢の部品を実装するために、トレイの向きを変えた後に実装を再開する必要があった。そのため、部品の実装効率が低下するという問題があった。

そこで本発明は、トレイに異なる姿勢の部品が混在する場合であっても、部品の実装効率の低下を防止することができる部品実装装置、および部品実装装置における部品供給方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の１つである部品実装装置は、第１の姿勢で配置された部品と、前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢で配置された部品とを混在して収容するトレイから部品載置部へ部品を供給し、供給された部品を基板に実装する部品実装装置であって、前記トレイを第一軸に沿って移送するトレイ移送手段と、前記トレイから前記部品をピックアップ領域においてピックアップするとともに、ビックアップした前記部品を前記部品載置部において離すピックアップヘッドと、前記ピックアップヘッドを、前記第一軸と交差する第二軸に沿って前記トレイと前記部品載置部との間を往復動させるヘッド移送手段と、前記トレイ移送手段、前記ピックアップヘッド、および前記ヘッド移送手段を制御する制御部と、前記トレイから個々の部品をピックアップする順番を決定する演算部とを備え、前記演算部は、あらかじめ部品ごとに定められた前記ピックアップヘッドでピックアップする際の部品の保持位置を規定した保持位置情報を取得する保持位置取得部と、前記トレイを基準とする各部品の配置情報を取得する配置取得部と、各部品の姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢取得部と、前記トレイ移送手段において、前記トレイが供給される側を上流、前記ピックアップ領域側を下流とした場合に、前記保持位置情報、前記配置情報、および前記姿勢情報に基づき、前記部品の保持位置が下流側にある部品の方が、上流側にある部品よりも順番が先になるように前記部品のピックアップ順序を決定する順序決定部とを備え、前記制御部は、前記ピックアップ順序に基づいて前記ピックアップヘッドによる前記ピックアップ領域から前記部品載置部への前記部品の供給が順次行われるように、前記トレイ移送手段に対して、前記トレイを上流から下流へ向かう前進制御、およびトレイを所定の位置に停止させる停止制御を行う。

また、本発明の１つである部品供給方法は、第１の姿勢で配置された部品と、前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢で配置された部品とを混在して収容するトレイから部品載置部へ部品を供給し、供給された部品を基板に実装する部品実装装置における部品供給方法であって、前記部品実装装置は、前記トレイを第一軸に沿って移送するトレイ移送手段と、前記トレイから前記部品をピックアップ領域においてピックアップするとともに、ビックアップした前記部品を前記部品載置部において離すピックアップヘッドと、前記ピックアップヘッドを、前記第一軸と交差する第二軸に沿って前記トレイと前記部品載置部との間を往復動させるヘッド移送手段とを備え、あらかじめ部品ごとに定められた前記ピックアップヘッドでピックアップする際の部品の保持位置を規定した保持位置情報を取得する保持位置取得工程と、前記トレイを基準とする各部品の配置情報を取得する配置取得工程と、各部品の姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢取得工程と、前記トレイ移送手段において、前記トレイが供給される側を上流、前記ピックアップ領域側を下流とした場合に、前記保持位置情報、前記配置情報、および前記姿勢情報に基づき、前記部品の保持位置が下流側にある部品の方が、上流側にある部品よりも順番が先になるように前記部品のピックアップ順序を決定する順序決定工程と、前記ピックアップ順序に基づいて前記ピックアップヘッドによる前記ピックアップ領域から前記部品載置部への前記部品の供給が順次行われるように、前記トレイ移送手段に対して、前記トレイを上流から下流へ向かうように前進させ、所定の位置で停止させる制御を行う制御工程とを含む。

なお、前記部品実装装置が含む各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを実施することも本発明の実施に該当する。無論、そのプログラムが記録された記録媒体を実施することも本発明の実施に該当する。

本発明によれば、姿勢の異なる部品が載置されたトレイから部品を取り出す際に、トレイ移送手段の無駄な動きを防止でき、部品の実装効率を向上させることができる。

部品実装装置の一部を示す平面図である。部品実装装置から部品供給装置を抜き出して示す平面図である。ピックアップヘッドを示す平面図である。演算部の各機能部を示すブロック図である。パレット上に載置された部品の配置、保持位置、姿勢を示す図である。順序決定部により決定されたピックアップ順序を示す図である。制御部の各機能部を機構部と共に示すブロック図である。部品供給方法の流れを示すフローチャートである。

次に、本発明に係る部品実装装置、および部品実装装置における部品供給方法の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

まず図１を参照して、本発明の一実施の形態における部品実装装置について説明する。図１は、部品実装装置の一部を示す平面図である。本実施の形態の場合、部品実装装置１００は、液晶パネルなどの基板２００に部品２０１を実装する装置であり、部品供給装置１０１と部品実装ライン１０５とを含んで構成されている。以下、基板２００の搬送方向である第一軸をＸ軸、第一軸と交差する第二軸をＹ軸と定義する。本実施の形態の場合、Ｘ軸とＹ軸とは直交している。また、Ｘ軸およびＹ軸に直交する軸をＺ軸と定義する。

部品実装ライン１０５は、インラインで複数の作業を実施する部分である。本実施の形態の場合、部品実装ライン１０５は、基板２００を搬入する基板搬入部（図示省略）、基板２００にＡＣＦ（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）テープを貼り付けるテープ貼り付け部（図示省略）、ＡＣＦテープ上に部品２０１を搭載する部品搭載部１５１、ＡＣＦテープと共に部品を熱圧着して導通を確保する部品圧着部（図示省略）、部品２０１が圧着された基板２００を搬出する基板搬出部（図示省略）を備えている。また、基板移載装置１５２により基板２００が順次各部に移載される。

基板搬入部は、部品実装ライン１０５よりも上流側（紙面左側）に配置された上流側設備で所定の作業を終えた基板２００を搬入する作業部である。基板搬入部は、Ｘ方向に並列した複数の基板保持テーブルを備えている。基板保持テーブルは、上流側設備から搬出された基板２００を保持する。

テープ貼り付け部は、接着テープの一種であって、異方性導電フィルムをテープ状にしたＡＣＦテープを基板２００に貼り付ける作業部である。このテープ貼り付け部は、基板位置決め機構と貼り付け機構を含んで構成される。基板位置決め機構は、Ｘ方向に並列した複数の基板保持テーブルを備えている。基板保持テーブルは、基板搬入部から搬出された基板２００を保持する。基板位置決め機構は、基板保持テーブルが保持する基板２００を所定の方向に移動させ、ＡＣＦテープの貼り付けが行われるテープ貼り付け位置に位置決めする。貼り付け機構は複数の圧着ツールを備えている。圧着ツールは、所定の長さ寸法に切断されたＡＣＦテープを基板２００に圧着する。これにより、基板２００にＡＣＦテープが貼り付けられる。

部品搭載部１５１は、部品載置部１１０（後述）に載置された部品２０１を保持し、ＡＣＦテープを介して基板２００に部品２０１を搭載する作業部である。この部品搭載部１５１は、基板位置決め機構１５６と、基板位置決め機構１５６よりも後方側（紙面上側）に設けられ、部品載置部１１０に載置された部品２０１をＡＣＦテープ上に搭載する部品搭載機構１５７を含んで構成される。基板位置決め機構１５６は、Ｘ方向に並列した複数の基板保持テーブル１５８を備えている。基板保持テーブル１５８は、テープ貼り付け部から搬出された基板２００を保持する。基板位置決め機構１５６は、基板保持テーブル１５８が保持する基板２００を所定の方向に移動させ、部品２０１の搭載が行われる部品搭載位置に位置決めする。

基板位置決め機構１５６と部品搭載機構１５７との間にはバックアップ部１５９が設けられている。バックアップ部１５９は、部品搭載位置に位置決めされた基板２００であって、ＡＣＦテープが貼り付けられた位置を含む縁部を基板２００の下方から支持する。

図１において、部品搭載機構１５７は、搭載ヘッド１５３と搭載ヘッド移動機構１５４を含んで構成される。搭載ヘッド１５３は部品２０１を吸着して保持可能な吸着ノズルを備えている。搭載ヘッド１５３は、部品供給装置１０１から部品載置部１１０に供給された部品２０１を吸着ノズルによって吸着し、部品搭載位置に位置決めされた基板２００に搭載する。

部品圧着部は、基板２００に搭載された部品２０１を圧着する作業部である。この部品圧着部は、基板位置決め機構と圧着機構を含んで構成される。基板位置決め機構は、Ｘ方向に並列した複数の基板保持テーブルを備えている。基板位置決め機構は、基板保持テーブルが保持する基板２００を所定の方向に移動させ、部品２０１の圧着が行われる部品圧着位置に位置決めする。圧着機構は複数の圧着ツールを備えており、この圧着ツールによってＡＣＦテープを介して基板２００に部品２０１を押し付けて圧着する。本明細書において、「実装」とは、テープ貼り付け部、部品搭載部１５１、部品圧着部において実行される各種の作業の総称をさす。

基板搬出部は、部品圧着部によって部品２０１が圧着された基板２００を部品実装ライン１０５の下流（紙面右側）に配置された下流側設備へ搬出する作業部である。基板搬出部において、基板保持テーブルに保持された基板２００は、基板２００を取り出して下流側へ搬出可能な搬出手段（図示省略）によって下流側設備に搬出される。

基板移載装置１５２は、隣接する作業部間で基板２００の移載（受け渡し）を行う装置であり、Ｘ軸に沿って隣接する作業部間を往復動し上流の作業部から基板２００を受け取って下流の作業部の基板保持テーブルに載置する。

部品供給装置１０１について説明する。図２は、部品実装装置から部品供給装置を抜き出して示す平面図である。部品供給装置１０１は、第１の姿勢（図１、２中ハッチングで示す）で配置された部品と、第１の姿勢とは異なる第２の姿勢（図１、２中ハッチングなしで示す）で配置された部品とを混在して収容するトレイ２０２から部品載置部１１０へ部品を供給する装置である。本実施の形態の場合、部品供給装置１０１は、部品実装ライン１０５の部品搭載部１５１とＹ軸に沿って並んで配置されている。部品供給装置１０１は、ハードウェア部としてトレイ移送手段１１２と、ピックアップヘッド１１３と、ヘッド移送手段１１４とを備え、コンピュータ１０２（図２参照）においてソフトウエアを実行することにより実現する処理部として制御部１２０と、演算部１３０とを備えている。なお、コンピュータ１０２は、部品供給装置１０１が単独で備えてもよく、また部品実装装置１００が備えるコンピュータを利用するものでもかまわない。

部品供給装置１０１の供給対象である部品２０１は、略Ｌ字形状である。部品２０１は、トレイ２０２上に重なることなく並べて載置された状態で収容されている。このような特異な形状の部品２０１は、一部の部品２０１の姿勢（向き）を異ならせることで、空きスペースの割合を減らしてより多くの部品２０１をトレイ２０２に収納する場合がある。本実施の形態におけるトレイ２０２には、第１の姿勢（図中ハッチングを施している）で収納された複数の部品２１１と、第１の姿勢とは水平面内における角度が異なる第２の姿勢（図中白抜きである）で収納され部品２１２が混在している。本実施の形態の場合、第２の姿勢は、第１の姿勢から１８０°水平回転させた姿勢である。一つのトレイに収容される部品２０１は同種である。

トレイ移送手段１１２は、トレイ２０２を第一軸（図中Ｘ軸）に沿って移送する装置である。本実施の形態の場合、トレイ移送手段１１２は、複数枚のトレイ２０２が格納されたトレイ格納部２２１から供給されたトレイ２０２を、ピックアップ領域２３０を経てトレイ２０２を回収するトレイ回収部２２２まで第一軸方向にのみ移送するコンベアである。トレイ格納部２２１、トレイ移送手段１１２、トレイ回収部２２２は、Ｘ軸沿って並列した状態で配置されている。

トレイ移送手段１１２の種類は、トレイ２０２を第一軸に沿って移送することができる装置であれば特に限定されるものではなく、例えば、トレイ２０２が供給されるトレイ格納部２２１からトレイ回収部２２２に向かって少なくとも一方向にのみトレイ２０２を移送し、所定の場所で停止できる機能を備えているものでもよい。なお、トレイ移送手段１１２は、トレイ回収部２２２からトレイ格納部２２１に向かってトレイ２０２を逆流させる機能を備えてもよい。

ピックアップヘッド１１３は、トレイ２０２から部品２０１をピックアップ領域２３０においてピックアップするとともに、ビックアップした部品２０１を部品載置部１１０において離す装置である。ピックアップヘッド１１３の部品２０１の保持方法は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、真空吸着により部品２０１を保持する方法が採用されている。図３は、ピックアップヘッドを示す平面図である。同図に示すようにピックアップヘッド１１３は、ヘッド本体１１５に固定された固定ノズル１１６と、固定ノズル１１６に対して平面内で位置をそれぞれ変更することが二つの可動ノズル１１７とを備えている。固定ノズル１１６、および可動ノズル１１７は真空系に接続されており、固定ノズル１１６、および可動ノズル１１７から真空吸引することによりピックアップヘッド１１３は、部品２０１を吸着保持し、吸引を解除することにより部品２０１を解放することができる。また、固定ノズル１１６に対して、二つのアームの先端に取り付けられた可動ノズル１１７の位置を変更することにより、ピックアップヘッド１１３は、柔軟に異形の部品２０１を保持することができるものとなっている。

また、ピックアップヘッド１１３は、回転中心１４０を中心としてヘッド本体１１５を水平面（図中ＸＹ平面）内で回転させる回転機構１４１を備えている。ピックアップヘッド１１３は、回転機構１４１により、ピックアップして保持した状態の部品２０１を移送中に水平面内で回転させることができる。また、トレイ２０２に載置された部品２０１の姿勢に対応して回転し、異なる姿勢の部品２０１を吸着保持できる。

ヘッド移送手段１１４は、ピックアップヘッド１１３を、第一軸と交差する第二軸（図中Ｙ軸）に沿ってピックアップ領域２３０に配置される部品２０１を載置するトレイ２０２と部品載置部１１０との間を往復動させる装置である。ヘッド移送手段１１４の種類は、ピックアップヘッド１１３を第二軸に沿って往復動できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、直動ガイドとリニアモーターの組み合わせによって構成されるヘッド移送手段１１４を例示できる。

ヘッド移送手段１１４は、保持した部品２０１を回転機構１４１により回転させている状態のピックアップヘッド１１３を移送することができるものとなっている。

図４は、演算部の各機能部を示すブロック図である。同図に示すように演算部１３０は、トレイ２０２から個々の部品２０１をピックアップヘッド１１３がピックアップする順番を決定する処理部であり、保持位置取得部１３１と、配置取得部１３２と、姿勢取得部１３３と、順序決定部１３４とを備えている。

保持位置取得部１３１は、あらかじめ部品２０１ごとに定められたピックアップヘッド１１３でピックアップする際の部品の保持位置を規定した保持位置情報を取得する。保持位置取得部１３１が保持位置情報を取得する先は、特に限定されるものではなく、本実施の形態の場合、コンピュータ１０２が備える記憶装置１２９から情報を取得している。なお、部品製造メーカなどからネットワークや情報媒体を経由して提供された保持位置情報を保持位置取得部１３１が取得してもよい。

保持位置情報は、一つの部品２０１をピックアップヘッド１１３が保持する際の基準となる保持位置を示した情報であり、部品２０１の種類毎に１カ所、予め定められた情報である。本実施の形態の場合、部品２０１は、固定ノズル１１６で吸着する位置（図５中破線の丸印）および二つの可動ノズル１１７でそれぞれ吸着する２カ所の位置（図５中破線の三角印）において吸着されることによりピックアップヘッド１１３に保持されるが、保持位置情報は、例えば、固定ノズル１１６で吸着する位置（図５中破線の丸印）を示す情報である。

一つの部品２０１を複数の吸着位置で保持する場合、複数ある吸着位置の中から任意の吸着位置を一カ所、保持する際の基準となる保持位置（すなわち保持位置情報）と定めることができる。本実施の形態のように、ピックアップヘッド１１３が、ヘッド本体１１５に固定された固定ノズル１１６と、固定ノズル１１６に対して位置をそれぞれ変更することが可能な二つの可動ノズル１１７からなる場合、固定ノズル１１６で吸着する位置を保持位置情報として用いることが、保持精度を向上できるため好ましい。保持位置情報は、例えば部品２０１の特定の位置を原点とした部品２０１毎に定まる情報などである。

配置取得部１３２は、トレイ２０２を基準とする各部品の配置情報を取得する。配置取得部１３２が配置情報を取得する先は、特に限定されるものではなく、本実施の形態の場合、保持位置取得部１３１と同様に、コンピュータ１０２が備える記憶装置１２９から情報を取得している。なお、部品２０１が載置されたトレイ２０２を撮像装置により予め撮影し、得られた画像を処理して生成された配置情報を配置取得部１３２が取得することも可能である。また、部品製造メーカなどからネットワークや情報媒体を経由して提供された配置情報を配置取得部１３２が取得してもよい。

配置情報は、トレイ２０２内における部品２０１のそれぞれの位置を示す情報であり、具体的に例えば一つの部品２０１の重心位置の座標をトレイ２０２の所定の位置を原点としてそれぞれ示した情報や、一つの部品２０１の外形中心の位置の座標をトレイ２０２の所定の位置を原点としてそれぞれ示した情報などである。本実施の形態の場合、配置情報は、例えば図５に示すように、第１の姿勢の部品２０１の外形中心の位置をハッチングされた破線の四角形で示し、第２の姿勢の部品２０１の外形中心の位置をハッチングのない破線の四角形で示している。また、各部品２０１の外形中心にはそれぞれ２３１から２４２までのアドレスが割り振られ、トレイ２０２の一つの角をパレット原点２０３として各位置の座標がアドレスにひも付けられている。

姿勢取得部１３３は、各部品の姿勢を示す姿勢情報を取得する。姿勢取得部１３３が姿勢情報を取得する先は、特に限定されるものではなく、本実施の形態の場合、配置取得部１３２と同様に、コンピュータ１０２が備える記憶装置１２９から情報を取得している。なお、撮像装置により予め撮影された画像に基づき配置情報と同様に姿勢情報を取得することも可能である。また、部品製造メーカなどからネットワークや情報媒体を経由して提供された姿勢情報を姿勢取得部１３３が取得してもよい。

姿勢情報は、トレイ２０２内における部品２０１のそれぞれの姿勢（向き）を配置情報と関連付けて示す情報である。本実施の形態の場合、姿勢情報は、第１の姿勢を示す－９０°、第２の姿勢を示す＋９０°の２種類を含んでおり、アドレス２３１～２３３、および２３７～２３９のそれぞれには－９０°の情報が関連付けられ、アドレス２３４～２３６、および２４０～２４２のそれぞれには＋９０°の情報が関連付けられている。

順序決定部１３４は、保持位置取得部１３１が取得した保持位置情報、配置取得部１３２が取得した配置情報、および姿勢取得部１３３が取得した姿勢情報に基づき、部品２０１の保持位置が下流側（図中Ｘ軸正の側）にある部品の方が、上流側（図中Ｘ軸負の側）にある部品２０１よりも順番が先になるように部品２０１のピックアップ順序を決定する。本実施の形態の場合、配置情報によれば、アドレス２３１～２３３に対応する第１の姿勢の部品２１１が、最も下流側に位置するが、順序決定部１３４は、保持位置情報、配置情報、姿勢情報に基づき例えばパレット原点２０３に対する各部品２０１の保持位置の座標（図５中破線丸印）を算出し、当該座標のＸ軸の値に基づきピックアップ順序を決定する。

この結果、アドレス２３１～２３３の部品２０１の順序よりもアドレス２３４～２３６の部品２０１の順序が先になるようにピックアップ順序が決定される。同様にアドレス２３７～２３９の部品２０１の順序よりもアドレス２４０～２４２の順序が先になるようにピックアップ順序が決定される。以上の処理により順序決定部１３４は、図６の丸で囲んだ数字に示すようなピックアップ順序を決定する。なお、Ｘ軸方向において保持位置が同じである場合、Ｙ軸方向におけるピックアップ順序の決定は任意である。本実施の形態の場合、部品載置部１１０側の部品２０１の順番を先にピックアップするとの定義を予め順序決定部１３４に与えている。

図７は、制御部の各機能部を機構部と共に示すブロック図である。同図に示すように制御部１２０は、トレイ移送手段１１２、ピックアップヘッド１１３、ヘッド移送手段１１４の各動作を制御する処理部であり、順序決定部１３４が決定したピックアップ順序に基づいてピックアップヘッド１１３によるピックアップ領域２３０から部品載置部１１０への部品２０１の供給が順次行われるように、トレイ移送手段１１２に対して、トレイ２０２を上流から下流へ向かう前進制御、およびトレイを所定の位置に停止させる停止制御を行う。本実施の形態の場合、制御部１２０は、トレイ移送制御部１６１と、ピックアップ制御部１６２と、ヘッド移送制御部１６３と、オフセット値取得部１６４とを備えている。

トレイ移送制御部１６１は、トレイ格納部２２１から供給されたトレイ２０２を上流側から下流側へ前進させる前進制御を行い、順序決定部１３４から取得したピックアップ順序に基づきトレイ２０２内において順序が最も早い部品２０１がピックアップ領域２３０に配置される様に停止制御を行う。

本実施の形態の場合、部品２０１の保持位置を吸着する固定ノズル１１６は、ピックアップヘッド１１３の回転中心１４０を中心に対して偏心した位置に配置されている。オフセット値取得部１６４は、回転機構１４１により回転することにより生じるピックアップヘッド１１３の第一軸における固定ノズル１１６の位置のずれを示すオフセット値Ｖ（図３参照）を事前に取得している。トレイ移送制御部１６１は、オフセット値Ｖ、およびピックアップヘッド１１３の回転位置に基づき固定ノズル１１６が対応する部品２０１の保持位置を吸着保持できる様に停止制御を行う。

以上のようにピックアップ順序に基づきトレイ移送手段１１２はトレイ２０２を移送させることで、姿勢の異なる部品２０１が載置されたトレイ２０２を移送する場合であっても、トレイ２０２を逆流させる（トレイ格納部２２１側に向かって移送する）ような無駄な動きを防止できる。

ピックアップ制御部１６２は、トレイ移送制御部１６１がトレイ２０２を所定の位置で停止させ、ヘッド移送制御部１６３が、ピックアップ対象の部品２０１の上方にピックアップヘッド１１３を配置させる途中、またはその後に、ピックアップ対象の部品２０１の姿勢に対応するように回転機構１４１を制御してヘッド本体１１５を回転させる。なお、ピックアップ対象の部品２０１の姿勢とヘッド本体１１５の回転位置が一致している場合、ピックアップ制御部１６２は、ヘッド本体１１５を回転させない。

ヘッド本体１１５の位置や回転位置が定まった後、ピックアップ制御部１６２は、固定ノズル１１６、および可動ノズル１１７を用いて対象の部品２０１を一つ保持する。

次に、ピックアップ制御部１６２は、部品載置部１１０に供給するまでの間に、姿勢情報に基づき、部品２０１が一定の姿勢で部品載置部１１０に供給されるように、回転機構１４１を制御する。本実施の形態の場合、部品載置部１１０上に載置される部品２０１の姿勢は、図２の部品載置部１１０上の破線で示すように、第１の姿勢の部品２１１については－９０°（左回り）回転させた姿勢であり、第２の姿勢の部品２１２については、＋９０°（右回り）回転させた姿勢となる。

ヘッド移送制御部１６３は、ピックアップ対象の部品２０１上にピックアップヘッド１１３を配置するために配置情報に基づいてピックアップヘッド１１３をＹ軸に沿って移動させる制御を行い、停止させる制御を行う。また、ピックアップヘッド１１３が部品２０１を保持した情報をピックアップ制御部１６２から取得した後に、ピックアップヘッド１１３を部品載置部１１０上にまで移送する制御を行う。また、ピックアップヘッド１１３が部品２０１を解放した情報をピックアップ制御部１６２から取得した後に、ピックアップヘッド１１３を部品載置部１１０から次に保持する部品２０１の上にまで移送する制御を行う。

次に部品供給方法について説明する。図８は、部品供給方法の流れを示すフローチャートである。はじめに、保持位置取得部１３１、配置取得部１３２、姿勢取得部１３３により保持位置情報、配置情報、および姿勢情報が取得される（保持位置取得工程、配置取得工程、および姿勢取得工程：Ｓ１０１）。なお、保持位置情報、配置情報、および姿勢情報は、入力される部品データに基づき取得される場合もある。部品データとは、部品２０１に関する各種の情報を含むデータであり、「部品外形」、「部品関連情報」、および「実装動作条件情報」などを含む場合がある。「部品外形」は、実装対象となる部品２０１の外形を示す。「部品関連情報」は、部品２０１のサイズ、トレイ２０２に収納された部品２０１の配置、数などの情報を含む。「実装動作条件情報」は、吸着ノズルの種類や、吸着ノズルが部品２０１を吸着する際の吸着速度、部品２０１を基板２００に搭載する際の搭載速度などの速度パラメータなどの情報を含む。

次に演算部１３０の順序決定部１３４は、トレイ移送手段１１２において、取得した保持位置情報、配置情報、および姿勢情報に基づき、部品２０１の保持位置が下流側にある部品の方が、上流側にある部品よりもピックアップの順番が先になるようにピックアップ順序を決定する（順序決定工程：Ｓ１０２）。

次に、決定されたピックアップ順序に基づいてピックアップヘッド１１３によるピックアップ領域２３０から部品載置部１１０への部品２０１の供給が順次行われるように、トレイ移送制御部１６１は、トレイ２０２が所定の位置に在るかを判断し（Ｓ１０３）、所定の位置にない場合は（Ｓ１０３Ｎｏ）、トレイ２０２を上流から下流へ向かうように前進および停止の制御を行う（Ｓ１０４）。

次に、ピックアップ制御部１６２が、部品２０１をピックアップする制御を行う（Ｓ１０５）。部品２０１のピックアップ後にヘッド移送制御部１６３は、ピックアップヘッド１１３を部品載置部１１０に向かって移送する（Ｓ１０６）。ピックアップ制御部１６２は、ピックアップヘッド１１３の移送中に、部品２０１が所定の姿勢になるように回転機構１４１を制御する。

部品載置部１１０上にピックアップヘッド１１３が到達すると、ピックアップ制御部１６２は、部品２０１の保持を解放し、所定の姿勢の部品２０１を部品載置部１１０上に載置する（Ｓ１０７）。

部品２０１の供給を継続する場合（Ｓ１０８Ｙｅｓ）、部品２０１の載置後にヘッド移送制御部１６３は、ピックアップヘッド１１３をピックアップ領域２３０に向かって移送する（Ｓ１０９）。ピックアップ制御部１６２は、ピックアップヘッド１１３の移送中に、次にピックアップする部品２０１の姿勢に対応するように回転機構１４１を制御する。以上のＳ１０３～Ｓ１０９の工程を繰り返すことにより、部品２０１を効率よく供給することができる。

以上説明したように、本実施の形態係る部品実装装置１００、および部品供給方法によれば、一つのトレイ２０２に姿勢の異なる同種の部品２０１が載置された場合でも、トレイ２０２を一方向にのみ移送することにより部品を部品搭載部１５１に順次供給し続けることが可能となる。従って、トレイ移送手段１１２の無駄な動きを防止し、配置するトレイ２０２の位置精度を向上させることが可能となる。

さらに本実施の形態の場合、トレイ２０２上の姿勢の異なる部品２０１の姿勢を部品載置部１１０までの移送中に、同じ姿勢に揃えた状態で供給できる。従って、部品搭載部１５１においては、部品２０１を回転させることなく搭載することができ、部品の実装効率を高めることが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

例えば、第一軸、第二軸の文言は、直線ばかりでなく曲線を含むものとして明細書等に記載している。また、直交している第一軸、および第二軸を用いて説明したが、第一軸、および第二軸は直交に限定されるものではない。

また、基準となる固定ノズル１１６がヘッド本体１１５の回転軸上になく、偏心している場合を説明したが、基準となるノズルがピックアップヘッド１１３の回転軸上に存在するものでもよい。この場合、オフセット値取得部１６４は備えられなくてもよい。

また、吸着ノズルとして固定ノズル１１６と二つの可動ノズル１１７が存在する場合を説明したが、吸着ノズルの数や配置は任意である。

また、演算部１３０と制御部１２０を別々に説明しているが、これらは一つのコンピュータ１０２上で実現される場合、明確に分離できるものではない。

本発明によれば、トレイに異なる姿勢の部品が混在する場合であっても、部品の供給効率の低下を防止することができ、部品実装分野において有用である。

１００部品実装装置
１０１部品供給装置
１０２コンピュータ
１０５部品実装ライン
１１０部品載置部
１１２トレイ移送手段
１１３ピックアップヘッド
１１４ヘッド移送手段
１１５ヘッド本体
１１６固定ノズル
１１７可動ノズル
１２０制御部
１２９記憶装置
１３０演算部
１３１保持位置取得部
１３２配置取得部
１３３姿勢取得部
１３４順序決定部
１４０回転中心
１４１回転機構
１５１部品搭載部
１５２基板移載装置
１５３搭載ヘッド
１５４搭載ヘッド移動機構
１５６基板位置決め機構
１５７部品搭載機構
１５８基板保持テーブル
１５９バックアップ部
１６１トレイ移送制御部
１６２ピックアップ制御部
１６３ヘッド移送制御部
１６４オフセット値取得部
２００基板
２０１部品
２０２トレイ
２０３パレット原点
２１１第１の姿勢の部品
２１２第２の姿勢の部品
２２１トレイ格納部
２２２トレイ回収部
２３０ピックアップ領域

Claims

第１の姿勢で配置された部品と、前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢で配置された部品とを混在して収容するトレイから部品載置部へ部品を供給し、供給された部品を基板に実装する部品実装装置であって、
前記トレイを第一軸に沿って移送するトレイ移送手段と、
前記トレイから前記部品をピックアップ領域においてピックアップするとともに、ビックアップした前記部品を前記部品載置部において離すピックアップヘッドと、
前記ピックアップヘッドを、前記第一軸と交差する第二軸に沿って前記トレイと前記部品載置部との間を往復動させるヘッド移送手段と、
前記トレイ移送手段、前記ピックアップヘッド、および前記ヘッド移送手段を制御する制御部と、
前記トレイから個々の部品をピックアップする順番を決定する演算部とを備え、
前記演算部は、
あらかじめ部品ごとに定められた前記ピックアップヘッドでピックアップする際の部品の保持位置を規定した保持位置情報を取得する保持位置取得部と、
前記トレイを基準とする各部品の配置情報を取得する配置取得部と、
各部品の姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢取得部と、
前記トレイ移送手段において、前記トレイが供給される側を上流、前記ピックアップ領域側を下流とした場合に、前記保持位置情報、前記配置情報、および前記姿勢情報に基づき、前記部品の保持位置が下流側にある部品の方が、上流側にある部品よりも順番が先になるように前記部品のピックアップ順序を決定する順序決定部とを備え、
前記制御部は、前記ピックアップ順序に基づいて前記ピックアップヘッドによる前記ピックアップ領域から前記部品載置部への前記部品の供給が順次行われるように、前記トレイ移送手段に対して、前記トレイを上流から下流へ向かう前進制御、およびトレイを所定の位置に停止させる停止制御を行う
部品実装装置。
前記ピックアップヘッドは、ピックアップした部品を水平面内で回転させる回転機構を備え、
前記制御部は、前記ピックアップヘッドが前記部品を前記トレイからピックアップしてから前記部品載置部に供給するまでの間に、前記姿勢情報に基づき、前記部品が一定の姿勢で前記部品載置部に供給されるように、前記回転機構を制御する
請求項１に記載の部品実装装置。
前記制御部は、前記回転機構により回転することにより生じる前記ピックアップヘッドの前記第一軸におけるピックアップ位置のずれを示すオフセット値を取得するオフセット値取得部を備えており、前記オフセット値に基づき前記トレイ移送手段に対して前記トレイを停止させる制御を行う
請求項２に記載の部品実装装置。
第１の姿勢で配置された部品と、前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢で配置された部品とを混在して収容するトレイから部品載置部へ部品を供給し、供給された部品を基板に実装する部品実装装置における部品供給方法であって、
前記部品実装装置は、
前記トレイを第一軸に沿って移送するトレイ移送手段と、
前記トレイから前記部品をピックアップ領域においてピックアップするとともに、ビックアップした前記部品を前記部品載置部において離すピックアップヘッドと、
前記ピックアップヘッドを、前記第一軸と交差する第二軸に沿って前記トレイと前記部品載置部との間を往復動させるヘッド移送手段とを備え、
あらかじめ部品ごとに定められた前記ピックアップヘッドでピックアップする際の部品の保持位置を規定した保持位置情報を取得する保持位置取得工程と、
前記トレイを基準とする各部品の配置情報を取得する配置取得工程と、
各部品の姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢取得工程と、
前記トレイ移送手段において、前記トレイが供給される側を上流、前記ピックアップ領域側を下流とした場合に、前記保持位置情報、前記配置情報、および前記姿勢情報に基づき、前記部品の保持位置が下流側にある部品の方が、上流側にある部品よりも順番が先になるように前記部品のピックアップ順序を決定する順序決定工程と、
前記ピックアップ順序に基づいて前記ピックアップヘッドによる前記ピックアップ領域から前記部品載置部への前記部品の供給が順次行われるように、前記トレイ移送手段に対して、前記トレイを上流から下流へ向かうように前進させ、所定の位置で停止させる制御を行う制御工程とを含む
部品供給方法。