JP7178552B2 - 部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品をノズルで保持して基板に実装する部品実装装置に関する。

基板に部品を実装する部品実装装置においては、部品供給部から部品を実装ヘッドによって取り出して基板の実装点に移送搭載する際に、実装点に対して部品を直交方向に位置決めするとともに、部品の平面内での回転位置を正しく位置決めして指定された実装角度に合わせる必要がある。この回転位置決めは部品を吸着保持したノズルをノズル軸廻りに回転させることによって行われる（例えば特許文献１、２参照）。

特許文献１に示す例では、部品の実装直前にノズルにおいて回転誤差を生じない所定の方向にノズルを回転させるようにしている。これにより、ノズル回転駆動機構の機械的遊びであるバックラッシュの影響を排除することが可能となっている。また特許文献２に示す例では、複数のノズル軸が所定のノズル配列ピッチで配列された搭載ヘッドにおいて、ノズル軸を回転駆動する回転駆動機構を各ノズル軸に装着された被駆動プーリに無端の伝導ベルトを掛け回しこの伝導ベルトを共通のθ軸モータによって駆動する構成とした例が示されている。

特開平１０－１９０２９４号公報 特開２０１０－９３１１７号公報

ところで近年電子機器の小型化に伴って部品の微小化が進み、部品を基板に実装する際に求められる実装位置精度も従来に比べて格段に高度化している。このため、従来は無視することができたような回転駆動機構における伝導ベルトの僅かな伸縮に起因する回転伝達誤差についても考慮する必要が生じている。しかしながら上述の特許文献例に示す先行技術には、伝導ベルトの伸縮に起因する回転伝達誤差に対する有効な対策は示されていない。

すなわち特許文献１では、バックラッシュの影響を排除することについては対策がなされているものの、伝導ベルトの伸縮の影響についての対策は何ら記載されていない。また特許文献例２は複数のノズル軸に伝導ベルトを掛け回していることから長い伝導ベルトが用いられており、伝導ベルトの伸縮に起因する影響はより大きくなって有効な対策が求められている。このように、従来技術には、複数のノズル軸を共通のθ軸モータで伝導ベルトを介して回転駆動する構成において、伝導ベルトの伸縮に起因する回転伝達誤差を抑制することが困難であった。

そこで本発明は、複数のノズル軸を共通のθ軸モータで伝導ベルトを介して回転駆動する構成において、伝導ベルトの伸縮に起因する回転伝達誤差を抑制することができる部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、複数の部品を複数のノズルで保持し基板に実装する部品実装装置において、前記複数のノズルが装着される複数のノズル軸に掛け廻された無端の伝導ベルトと、前記伝導ベルトを駆動し前記複数のノズル軸を回転させて前記複数のノズル軸の回転位置合わせを行う駆動手段と、前回の前記回転位置合わせにおいて前記駆動手段が前記伝導ベルトを駆動した方向を示す前回駆動方向を記憶する記憶手段と、を備え、前記駆動手段は、前記複数のノズル軸の回転位置合わせを実行する際に、前記記憶手段によって記憶された前回駆動方向のみに前記伝導ベルトを駆動する。

本発明によれば、複数のノズル軸を共通のθ軸モータで伝導ベルトを介して回転駆動する構成において、伝導ベルトの伸縮に起因する回転伝達誤差を抑制することができる。

本発明の一実施の形態の部品実装装置の斜視図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の搭載ヘッドの構造説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の搭載ヘッドの側面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の搭載ヘッドにおけるベルト調帯形態の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における回転位置あわせ処理の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における回転位置あわせ処理データの説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における回転位置あわせ処理の第１処理モードの説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における回転位置あわせ処理の第２処理モードの説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における回転位置あわせ処理の第２処理モードの説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における回転位置あわせ処理の第２処理モードの説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２を参照して、部品実装装置１の構造を説明する。部品実装装置１は、部品供給部に並設されたテープフィーダからノズルによって部品を吸着保持して取り出して、基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する機能を有している。本実施の形態では、複数の部品を複数のノズルで保持して基板に実装する形態となっている。

図１において、基台１ａの中央には基板搬送機構２が基板搬送方向であるＸ方向に配列されている。基板搬送機構２は部品が実装される基板３をＸ方向に搬送する。基板搬送機構２による搬送経路には基板を実装位置に位置決めして保持する基板位置決め部が設けられている。この基板位置決め部によって位置決めされた基板３に対して、部品が実装される。基板搬送機構２を挟んだ両側方には部品供給部４が配置されている。部品供給部４には、それぞれ複数のテープフィーダ５が並設されている。テープフィーダ５は部品を収納したキャリアテープをピッチ送りして、以下に説明する部品実装機構に部品を供給する。

基台１ａのＸ方向の一端部には、Ｙ軸リニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル７がＹ方向に水平に配設されている。Ｙ軸移動テーブル７は水平方向に細長形状で設けられたビーム部材７ａを主体としており、ビーム部材７ａにはリニアレール８が水平方向に配設されている。リニアレール８には、垂直姿勢で配設された矩形状の２つの結合ブラケット１０に結合されたリニアブロック９が、Ｙ方向にスライド自在に嵌着している。２つの結合ブラケット１０には、それぞれＸ軸リニア駆動機構を備えた第１のＸ軸移動テーブル１１Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１１Ｂが結合されている。

第１のＸ軸移動テーブル１１Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１１ＢはいずれもＸ方向に細長形状で設けられたビーム部材１１ａを主体としている。ビーム部材１１ａには、リニアレール１２が水平方向に配設されている。リニアレール１２には、垂直姿勢で配設された矩形状の結合ブラケット１３が、リニアブロック（図示省略）を介してＸ方向にスライド自在に装着されている。第１のＸ軸移動テーブル１１Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１１Ｂのそれぞれの結合ブラケット１３には、第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂが装着されている。第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂは、結合ブラケット１３に結合されたリニア駆動機構によってそれぞれＸ方向に移動する。

第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂはいずれも複数の単位搭載ヘッドであるノズルユニット１５（図３参照）を備えた多連型ヘッドである。それぞれのノズルユニット１５の下端部に設けられたノズル装着部２０ａには、部品を吸着して保持するノズル２１が装着されている（図３参照）。ノズル２１は、ノズルユニット１５に内蔵されたノズル昇降機構によって昇降する。Ｙ軸移動テーブル７、第１のＸ軸移動テーブル１１Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１１Ｂを駆動することにより、第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂは、Ｘ方向、Ｙ方向に移動する。これにより各ノズルユニット１５は、それぞれの部品供給部のテープフィーダ５から部品を取り出して、基板搬送機構２によって位置決めされた基板３に移送搭載する。

Ｙ軸移動テーブル７、第１のＸ軸移動テーブル１１Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１１Ｂは、この搭載ヘッドを部品供給部４と基板位置決め部である基板搬送機構２との間で移動させるヘッド移動手段となっている。そしてこのヘッド移動手段および第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂは、部品実装機構１７（図６参照）を構成する。

基板搬送機構２と部品供給部４との間には、それぞれ部品認識カメラ６が配設されている。それぞれの部品供給部４から部品を取り出した第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂが、部品認識カメラ６の上方へ移動することにより、当該搭載ヘッドに保持された部品の画像が取得される。そして取得された画像を認識処理することにより、搭載ヘッドに保持された状態における部品の位置ずれが検出される。

図２に示すように、第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂには、一体に移動する基板認識カメラ１６が、第１のＸ軸移動テーブル１１Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１１Ｂの下方に位置して取り付けられている。基板認識カメラ１６は撮像光軸を下向きにした姿勢で結合ブラケット１３に取り付けられている。基板認識カメラ１６は、第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂとともに基板３の上方に移動して基板３を撮像する。この撮像で取得された画像を認識処理することにより、基板３における実装点の位置ずれが検出される。部品を基板３に実装する際には、前述の部品の位置ずれの検出結果と、実装点の位置ずれの検出結果とに基づいて、部品搭載時の位置補正が行われる。この位置補正には、部品のθ軸廻りの回転位置を正しい方向に合わせる回転位置合わせが含まれる。

次に図３，図４を参照して第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂの構成を説明する。第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂは同一構造であり、いずれも複数（ここでは１６個）のノズルユニット１５を備えている。ノズルユニット１５は、軸廻りの回転および昇降が自在な複数のノズル軸２０を、結合ブラケット１３の下端部に結合された軸受けブロック２２に垂直姿勢で軸支させた構成となっている。各ノズル軸２０の下端部にはノズル装着部２０ａが設けられている。ノズル装着部２０ａには、部品を吸着保持するノズル２１が着脱自在に装着されている。

図３（ｂ）は各ノズル軸２０のノズル装着部２０ａにノズル２１が装着された状態における軸受けブロック２２の下面を示している。これらのノズル２１は、部品供給部４におけるテープフィーダ５の配列に対応して設定された所定のノズル配列ピッチｐでＸ方向に列状に配列されてノズル列を形成している。ここでは、１列に８個のノズル２１が配列されたノズル列が２列（ノズル列Ｌ１，Ｌ２）形成されている。すなわち、第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂには、上下方向に昇降自在な複数のノズル軸２０を所定のノズル配列ピッチで列状に配列して成る２列のノズル列Ｌ１，Ｌ２が設けられた構成となっている。さらにこれらの複数のノズル軸２０は、２つのノズル列Ｌ１，Ｌ２のそれぞれの中央点を結ぶ区分線ＣＬによって、２つのノズル群（ノズル群Ａおよびノズル群Ｂ）に区分されている。

各ノズルユニット１５の構造を説明する。ノズル軸２０の上端部は、回転接手２５を介して昇降軸部材２４に結合されている。昇降軸部材２４は、結合ブラケット１３に固定されたＺ軸リニアモータ２３によって昇降駆動される。Ｚ軸リニアモータ２３を駆動することによりノズル軸２０が昇降し、これによりノズル２１が部品のピックアップや搭載動作のための上下動を行う。すなわち、Ｚ軸リニアモータ２３、昇降軸部材２４は、ノズル軸２０を個別に昇降させるノズル昇降機構となっている。回転接手２５は、ノズル軸２０と昇降軸部材２４とをベアリングを介して結合しており、ノズル軸２０の軸廻りの回転が許容されるようになっている。これにより部品を保持したノズル２１をノズル軸廻りに回転させることが可能となり、部品のノズル軸廻りの回転位置合わせを行うことができる。

次に図４を参照して、ノズル軸２０の軸支持構造および回転駆動形態について説明する。軸受けブロック２２には垂直に貫通して設けられた軸孔２２ａが設けられている。ノズル軸２０は、軸孔２２ａ内を挿通するスリーブ部材３２を介して、軸受けブロック２２に保持されている。ノズル軸２０の外面とスリーブ部材３２の内面はスプライン溝によって嵌合する関係にあり、これにより、ノズル軸２０はスリーブ部材３２に対して上下のスライドが許容されるとともに、この状態でスリーブ部材３２からノズル軸２０への回転伝達が行えるようになっている。軸孔２２ａの上下両端部にはベアリング３１が嵌着されており、ベアリング３１はスリーブ部材３２によって上下位置が保持されながらスリーブ部材３２を軸支する。すなわちノズル軸２０は、上下２つのベアリング３１によってスリーブ部材３２を介して回転自在に軸支されている。

スリーブ部材３２が軸受けブロック２２から上方に延出した部分には、軸受けブロック２２の上方に位置して被駆動プーリ２８が装着されている。被駆動プーリ２８は以下に説明するθ軸モータ２７の回転を伝導ベルト２９を介してスリーブ部材３２に伝達し、これによりノズル軸２０はスリーブ部材３２とともに回転する。このときノズル軸２０の上下動を許容しながら回転伝達が行えるようになっている。

図３において軸受けブロック２２の上面には、ノズル列Ｌ１，Ｌ２の列方向を両側に延長した位置に（図５参照）、θ軸モータ２７が出力軸を下向きにした垂直姿勢で配設されている。θ軸モータ２７の出力軸に装着された駆動プーリ２７ａには、無端の伝導ベルト２９が調帯されている。伝導ベルト２９はノズル群Ａ、ノズル群Ｂのそれぞれに対応して装着されており、ノズル群Ａ、ノズル群Ｂに属する複数のノズル軸２０に装着された被駆動プーリ２８に調帯されて、θ軸モータ２７の回転を各被駆動プーリ２８に伝達する。すなわち無端の伝導ベルト２９は、複数のノズル２１が装着される複数のノズル軸２０に掛け回された構成となっている。

次に図５を参照して、第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂにおけるベルト調帯形態について説明する。図５は、軸受けブロック２２の上面において、図３に示すノズル列Ｌ１，Ｌ２に対応して、各ノズル軸２０に装着された被駆動プーリ２８およびアイドラ３０の配列を示している。アイドラ３０は、伝導ベルト２９を所望の形態で調帯するためのベルト掛け廻しに用いられるものである。ここでは、２列のノズル列Ｌ１，Ｌ２の中間に、複数のアイドラ３０が配置されている。

なお、図５においては、複数の被駆動プーリ２８およびアイドラ３０を、符号に添字を付すことによって区別している。まず被駆動プーリ２８については、ノズル群および配列位置と関連づけて区別する。すなわち、ノズル列Ｌ１に対応する被駆動プーリ２８には、左側（ノズル群Ａの側）から、被駆動プーリ２８（１１）～２８（１８）と表記し、ノズル列Ｌ２に対応する被駆動プーリ２８には、左側（ノズル群Ａの側）から、被駆動プーリ２８（２１）～２８（２８）と表記している。

またアイドラ３０については、配列位置と関連づけて区別する。すなわち、左側から順にアイドラ３０（１）～３０（８）と表記する。アイドラ３０（１）～３０（８）の位置は、Ｙ方向についてはいずれも２つのノズル列Ｌ１，Ｌ２の略中央に位置している。Ｘ方向については、アイドラ３０（１）はθ軸モータ２７の駆動プーリ２７ａと被駆動プーリ２８（１１）との中間に、ノズル群Ａに対応した３つのアイドラ３０（２）、３０（３）、３０（４）は、４つの被駆動プーリ２８（１１）、２８（１２）、２８（１３）、２８（１４）において相隣接する２つの被駆動プーリ２８の中間にそれぞれ位置している。

ノズル群Ｂに対応した３つのアイドラ３０（５）、３０（６）、３０（７）は、４つの被駆動プーリ２８（１５）、２８（１６）、２８（１７）、２８（１８）において相隣接する２つの被駆動プーリ２８の中間に、またアイドラ３０（８）は、被駆動プーリ２８（１８）とθ軸モータ２７の駆動プーリ２７ａとの中間にそれぞれ位置している。なおこれらアイドラ３０の位置については自由度があり、以下に説明するベルト掛け廻しに不都合がない範囲において、Ｘ方向、Ｙ方向のいずれについても位置変更が可能である。

次にベルト調帯形態の詳細を説明する。なおノズル群Ａの各ノズル軸２０を回転駆動するための伝導ベルト２９の調帯形態と、ノズル群Ｂの各ノズル軸２０を回転駆動するための伝導ベルト２９の調帯形態とは、区分線ＣＬについて左右対称の関係にあることから、ここではノズル群Ａについてのみ記述し、ノズル群Ｂについての記述を省略する。

まず伝導ベルト２９において駆動歯が設けられた駆動面２９ａをθ軸モータ２７の駆動プーリ２７ａに噛合させた伝導ベルト２９は、ノズル列Ｌ１において最左端に位置する被駆動プーリ２８（１１）に駆動面２９ａを噛合させて掛け廻される。次いで伝導ベルト２９は、内側に位置するアイドラ３０（２）まで導かれて駆動面２９ａの反対面をアイドラ３０（２）に当接させて周回した後、被駆動プーリ２８（１２）、被駆動プーリ２８（１３）に駆動面２９ａを順次噛合させて掛け廻される。次いで伝導ベルト２９は、内側に位置するアイドラ３０（４）まで導かれて駆動面２９ａの反対面をアイドラ３０（４）に当接させて周回した後、被駆動プーリ２８（１４）に駆動面２９ａを噛合させて掛け廻される。

さらに伝導ベルト２９は、ノズル列Ｌ２の被駆動プーリ２８（２４）、被駆動プーリ２８（２３）に駆動面２９ａを順次噛合させて掛け廻され、次いで内側に位置するアイドラ３０（３）に駆動面２９ａの反対面を当接させて周回した後、被駆動プーリ２８（２２）および被駆動プーリ２８（２１）に駆動面２９ａを順次噛合させて掛け廻される。次いでアイドラ３０（１）まで導かれて駆動面２９ａの反対面がアイドラ３０（１）を周回し、θ軸モータ２７の駆動プーリ２７ａに駆動面２９ａを噛合させて掛け廻される。これにより、全ての被駆動プーリ２８が伝導ベルト２９の駆動面２９ａと噛合し、θ軸モータ２７によって回転駆動される。

上記構成において、出力軸に駆動プーリ２７ａが装着されたθ軸モータ２７、各ノズル軸２０に装着された被駆動プーリ２８、２列のノズル列Ｌ１，Ｌ２の中間に配置された複数のアイドラ３０および伝導ベルト２９は、複数のノズル軸２０を共通のθ軸モータによってノズル軸廻りに回転させるθ回転駆動機構２６（図６参照）を構成する。さらに上記構成において、θ回転駆動機構２６は、伝導ベルト２９を駆動し、複数のノズル軸２０を回転させて複数のノズル軸２０の回転位置合わせをおこなう駆動手段となっている。

次に図６を参照して、部品実装装置１の制御系の構成を説明する。図６において、部品実装装置１は制御部４０、記憶部４４、機構駆動部４３、画像認識部４７を備えている。制御部４０は内部処理機能として実装処理部４１、回転位置合わせ処理部４２を備えており、記憶部４４は、実装データ４５、回転位置合わせ処理データ４６を記憶している。機構駆動部４３は、制御部４０に制御されて基板搬送機構２および部品実装機構１７を駆動する。制御部４０の実装処理部４１が実装データ４５を参照しながら基板搬送機構２、部品実装機構１７を制御することにより、上流側装置から搬入された基板３に部品を実装する部品実装作業が実行される。

また制御部４０の回転位置合わせ処理部４２が回転位置合わせ処理データ４６を参照しながらθ回転駆動機構２６を制御することにより、第１の搭載ヘッド１４Ａ、第２の搭載ヘッド１４Ｂにおいてノズル軸２０をθ軸廻りに回転させることができる。これにより、ノズル２１に保持された部品を実装データ４５にて示される実装角度に合わせる回転位置合わせが行われる。

画像認識部４７は、基板認識カメラ１６、部品認識カメラ６によって撮像された画像を認識処理する。これにより、搬入された基板３の位置認識やノズル２１に保持された状態の部品の位置認識が行われる。上述の回転位置合わせは、部品認識カメラ６による部品認識結果に基づいて行われる。

本実施の形態においては、この回転位置合わせを、記憶部４４に記憶された回転位置合わせ処理データ４６にて規定される第１処理モード４６ａ、第２処理モード（１）４６ｂ、第２処理モード（２）４６ｃの３つの方法のいずれかによって実行するようにしている。そしてこの回転位置合わせの実行に際しては、後述する駆動方向履歴データ４６ｄ、伸縮解消回転パターン４６ｅ（図８参照）が参照される。

この回転位置合わせ処理について、図７を参照して説明する。図７（ａ）は、ノズル２１に保持された部品Ｐを部品認識カメラ６によって下面側から撮像した画像を示している。ここでは部品Ｐの中心は、部品認識カメラ６の光学座標系においてＸ、Ｙ、θ方向にそれぞれ位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθだけ位置ずれしている。部品Ｐの基板３への搭載に際しては、位置ずれ量Δｘ、Δｙを補正して部品Ｐの中心を実装点に位置合わせするとともに、ノズル２１を回転させて部品Ｐの回転位置を当該部品について指定された実装角度に合わせる。

この回転位置合わせは、図７（ｂ）に示すように、ノズル２１が装着されたノズル軸２０に結合された被駆動プーリ２８を、駆動プーリ２７ａに掛け回された伝導ベルト２９によって正逆方向に回転させることにより行われる。伝導ベルト２９を矢印ａ方向に駆動することによりノズル軸２０は（＋）方向に回転し、伝導ベルト２９を矢印ｂ方向に駆動することによりノズル軸２０は（－）方向に回転する。なお、ここに示す（＋）方向、（－）方向は、それぞれ反時計回り方向、時計回り方向に対応している。

伝導ベルト２９によって回転を伝達する伝導機構においては、伝導ベルト２９の伸縮に起因する回転伝達誤差が避け難い。このため、高い実装位置精度が求められる基板を対象とする部品実装においては、この伝導ベルト２９の伸縮に起因する回転伝達誤差を極力抑制する方策が求められる。本実施の形態に示す部品実装装置においては、この回転位置合わせを前述の第１処理モード４６ａ、第２処理モード（１）４６ｂ、第２処理モード（２）４６ｃのいずれかによって実行するようにしている。

第１処理モード４６ａとは、伝導ベルト２９の伸縮に起因する回転伝達誤差を解消するための伸縮解消回転パターンを実行することなく、ノズル軸２０の回転位置合わせを実行する処理モードである。これに対し、第２処理モード（１）４６ｂ、第２処理モード（２）４６ｃでは、いずれも上述の伸縮解消回転パターンを実行する。ここで第２処理モード（１）４６ｂは、回転位置合わせのための回転角度、すなわち位置合わせ前の回転位置Ｐθ（１）から目標回転位置Ｐθｔまでの位置合わせ回転角度（図１０～図１２参照）が、伸縮解消回転パターンに規定する最小Θ角度（最小の回転角度θ０）以上である場合に対応している。したがって第２処理モード（１）４６ｂでは、この位置合わせ回転角度だけノズル軸２０を回転させることにより伸縮解消回転パターンが実行されたことになる。

また第２処理モード（２）４６ｃは、位置合わせ前の回転位置Ｐθ（１）から目標回転位置Ｐθｔまでの位置合わせ回転角度が、伸縮解消回転パターンに規定する最小Θ角度（最小の回転角度θ０）よりも小さい場合に対応している。この場合には上述の位置合わせ回転角度だけノズル軸２０を回転させても伸縮解消に必要な回転駆動角度に到達せず、所期の伸縮解消効果を達成できない。このため本実施の形態に規定する第２処理モード（２）４６ｃでは、回転位置合わせ時の目標回転位置Ｐθｔまでの位置合わせ回転角度が最小の回転角度θ０以上となるように、ノズル軸２０を一旦逆方向に回転させるようにしている。

ここでこの回転位置合わせに際して参照される駆動方向履歴データ４６ｄ、伸縮解消回転パターン４６ｅについて、図８を参照して説明する。駆動方向履歴データ４６ｄは、θ回転駆動機構２６による伝導ベルト２９の駆動方向の履歴を示すデータである。図８（ａ）に示すように、駆動方向履歴データ４６ｄには当該時点までに実行された回転位置合わせにおける伝導ベルト２９の駆動方向が記憶されている。このデータには、前回の回転位置合わせについての前回駆動方向４６ｆが含まれており、前回駆動方向における正逆方向４６ｇが示されている。ここに示す例では、前回の回転位置合わせにおいて（＋）方向に駆動されたことを示している。

すなわち記憶部４４は、前回の回転位置合わせにおいて駆動手段であるθ回転駆動機構２６が伝導ベルト２９を駆動した方向を示す前回駆動方向を記憶する記憶手段となっている。そして図９に示す第１処理モード４６ａにおいて、θ回転駆動機構２６は複数のノズル軸２０の回転位置合わせを実行する際に、記憶部４４によって記憶された前回駆動方向のみに伝導ベルト２９を駆動する。

伸縮解消回転パターン４６ｅは、伝導ベルト２９の伸縮に起因する回転伝達誤差を解消するために実行される回転パターンを示している。伝導ベルト２９による伝導動作においては、伝導ベルト２９を駆動してノズル軸２０を所定の駆動方向に所定の回転角度以上回転させることによって伝導ベルト２９の伸縮が解消されて、ノズル軸２０の回転位置精度が確保されることが知られている。図８（ｂ）に示すように、伸縮解消回転パターン４６ｅ（Ａ）には、このような伸縮解消作用を実現可能な駆動方向４６ｈおよび最小Θ角度４６ｉの組み合わせが規定されている。

すなわち記憶部４４は、許容される複数のノズル軸２０の回転位置精度を達成可能な伝導ベルト２９の駆動方向と最小の回転角度θ０を記憶する記憶手段となっている。そして図１１、図１２に示す第２処理モード（１）４６ｂにおいて、θ回転駆動機構２６は複数のノズル軸２０の回転位置合わせを実行する際に、最終的に記憶部４４によって記憶された駆動方向４６ｈに最小の回転角度である最小Θ角度４６ｉ以上複数のノズル軸２０を回転させるように伝導ベルト２９を駆動する。

なお上述の伸縮解消回転パターン４６ｅにおいて、より精細な伸縮解消作用を実現するために、最小Θ角度４６ｉの設定において、回転位置合わせにおける伝導ベルト２９の駆動方向を考慮に入れるようにしてもよい。伝導ベルト２９の伸縮は伝導ベルト２９の駆動方向によって伸縮態様が左右されることから、対象とする当該回転位置合わせにおける伝導ベルト２９の駆動方向と前回回転位置合わせにおける伝導ベルト２９の駆動方向との組み合わせによって規定される回転駆動パターンに応じて、駆動方向４６ｈおよび最小Θ角度４６ｉ（最小の回転角度θ０）を設定する。

図８（ｃ）は、このようにして設定される伸縮解消回転パターン４６ｅ（Ｂ）を示している。すなわち伸縮解消回転パターン４６ｅ（Ｂ）では、前回回転位置合わせにおける駆動方向を示す前回駆動方向４６ｊと当該回転位置合わせにおける駆動方向を示す今回駆動方向４６ｋとの組み合わせによって規定される回転駆動パターン毎に、駆動方向４６ｈおよび最小Θ角度４６ｉを設定する。ここで、駆動方向４６ｈについては、（＋）方向、（－）方向が想定されており、それぞれの駆動方向毎に最小の回転角度θ０である最小Θ角度４６ｉが設定される。

具体的には、前回駆動方向４６ｊが（＋）、（－）である場合、今回駆動方向４６ｋが（＋）、（－）である場合の４通りの組み合わせのそれぞれについて、伸縮解消回転パターンにおける駆動方向４６ｈが（＋）方向、（－）方向のいずれであるかによって２通りの異なる最小Θ角度４６ｉが設定される。すなわち全体では、８通りの駆動方向４６ｈ（（＋）、（－））および最小Θ角度４６ｉ（θ１～θ８）の組み合わせが予め設定される。そして動作実行に際しては、より短い動作時間を与える駆動方向４６ｈが選択される。なお、θ回転駆動機構２６における各ノズル軸２０のθ軸モータ２７との相対位置関係の相違を考慮して、ノズル軸２０毎に個別に駆動方向４６ｈおよび最小Θ角度４６ｉを設定するようにしてもよい。

次に、図９～図１２を参照して、第１処理モード４６ａ、第２処理モード（１）４６ｂ、第２処理モード（２）４６ｃの具体例を説明する。図９に示す第１処理モード４６ａにおいて、図９（ａ）、（ｂ）は前回回転位置合わせおよび今回回転位置合わせをそれぞれ示している。図９（ａ）に示す前回回転位置合わせでは、伝導ベルト２９を（＋）方向へ駆動する（矢印ｃ）ことにより、ノズル軸２０を位置合わせ前の回転位置Ｐθ（１）から目標回転位置Ｐθｔまで回転させる（矢印ｄ）。

そして図９（ｂ）に示す今回回転位置合わせでは、図９（ａ）に示す目標回転位置Ｐθｔを新たな位置合わせ前の回転位置Ｐθ（１）として、ノズル軸２０を次の目標回転位置Ｐθｔまで回転させる（矢印ｆ）。この回転位置合わせにおいては、記憶部４４に記憶された駆動方向履歴データ４６ｄによって示される前回駆動方向４６ｆが参照される。すなわちノズル軸２０を位置合わせ前の回転位置Ｐθ（１）から目標回転位置Ｐθｔまで回転させて回転位置合わせを実行するに際し、伝導ベルト２９を前回駆動方向４６ｆ（ここに示す例では（＋）方向）に駆動する（矢印ｅ）。

すなわち第１処理モード４６ａでは、複数のノズル軸２０の回転位置合わせを実行する際に、記憶部４４に記憶された駆動方向のみに伝導ベルト２９を駆動する。このように、回転位置合わせに際し、前回駆動方向と同じ方向にノズル軸２０を回転させることにより、伝導ベルト２９は伸縮の状態が変動しないまま駆動される。したがって伝導ベルト２９の伸縮に起因する回転伝達誤差が生じることがなく、ノズル軸２０の回転位置合わせにおける回転位置精度を確保することができる。

図１０、図１１は第２処理モード（１）４６ｂを示している。図１０は、ノズル軸２０を位置合わせ前の回転位置Ｐθ（１）から目標回転位置Ｐθｔまで回転させて回転位置合わせを実行するに際し、伝導ベルト２９を（＋）方向に駆動する場合の回転動作である。図１０（ａ）は、回転位置合わせ前の状態を示している。この状態から回転位置合わせが開始されると、先ず図１０（ｂ）に示すように、伝導ベルト２９を（＋）方向に駆動して（矢印ｇ）、ノズル軸２０を（＋）方向に回転させる（矢印ｈ）。

このとき、目標回転位置Ｐθｔから伸縮解消回転パターン４６ｅ（Ａ）に示す最小Θ角度４６ｉ（θ０）以上に設定された所定角度αだけ手前で一旦回転動作を停止する。次いで図１０（ｂ）の状態から、図１０（ｃ）に示すように、伝導ベルト２９を（＋）方向に駆動して（矢印ｉ）、ノズル軸２０を（＋）方向に前述の所定角度αだけ回転させ（矢印ｊ）、目標回転位置Ｐθｔに位置合わせする。

図１１は、同様にノズル軸２０を位置合わせ前の回転位置Ｐθ（１）から目標回転位置Ｐθｔまで回転させて回転位置合わせを実行するに際し、伝導ベルト２９を（－）方向に駆動する場合の回転動作である。図１１（ａ）は、回転位置合わせ前の状態を示している。この状態から回転位置合わせが開始されると、先ず図１１（ｂ）に示すように、伝導ベルト２９を（－）方向に駆動して（矢印ｋ）、ノズル軸２０を（－）方向に回転させる（矢印ｍ）。

このとき、目標回転位置Ｐθｔから伸縮解消回転パターン４６ｅ（Ａ）に示す最小Θ角度４６ｉ（最小の回転角度θ０）以上に設定された所定角度αだけオーバーした位置で一旦回転動作を停止する。次いで図１１（ｂ）の状態から、図１１（ｃ）に示すように、伝導ベルト２９を（＋）方向に駆動して（矢印ｎ）、ノズル軸２０を（＋）方向に前述の所定角度αだけ回転させ（矢印ｏ）、目標回転位置Ｐθｔに位置合わせする。

すなわち第２処理モード４６ｂでは、複数のノズル軸２０の回転位置合わせを実行する際に、最終的に記憶部４４によって記憶された駆動方向に最小Θ角度４６ｉ（最小の回転角度θ０）以上複数のノズル軸２０を回転させるように伝導ベルト２９を駆動する。これにより、伝導ベルト２９の伸縮に起因する回転伝達誤差を解消して、許容される複数のノズル軸２０の回転位置精度を達成することができる。

図１２は、第２処理モード（２）４６ｃを示している。第２処理モード（２）４６ｃは、複数のノズル軸２０の回転位置合わせを行う位置合わせ回転角度θｔが最小Θ角度４６ｉ（θ０）よりも小さい場合に実行される処理である。すなわち、図１２（ａ）に示すように、位置合わせ前の回転位置Ｐθ（１）から目標回転位置Ｐθｔまでの位置合わせ回転角度θｔは、最小Θ角度４６ｉ（最小の回転角度θ０）よりも小さい。このため、ノズル軸２０を位置合わせ回転角度θｔだけ回転させた状態では、伝導ベルト２９の伸縮に起因する回転伝達誤差は完全には解消されない可能性がある。

このような不都合を防止するため、第２処理モード（２）４６ｃではまず伸縮に起因する回転伝達誤差を解消するのに十分な位置合わせ回転角度θｔを確保するために逆駆動動作を実行する。すなわち図１２（ｂ）に示すように、記憶部４４に記憶された駆動方向とは逆方向に複数のノズル軸２０を回転させるように、伝導ベルト２９を（－）方向に駆動する（矢印ｐ）。これにより、実際の位置合わせ回転角度βは最小Θ角度４６ｉ（最小の回転角度θ０）よりも大きくなる。

次いで、図１２（ｃ）に示すように、最終的に回転位置合わせを行う最終位置合わせ動作を実行するように、伝導ベルト２９を駆動する（矢印ｒ）。すなわち、伸縮解消回転パターン４６ｅに示す駆動方向４６ｈ（（＋）方向）に、最小Θ角度４６ｉ（最小の回転角度θ０）以上複数のノズル軸２０を回転させる（矢印ｓ）。これにより、伸縮に起因する回転伝達誤差を解消するのに十分な位置合わせ回転角度βが確保され、許容される複数のノズル軸２０の回転位置精度を達成することができる。

このように、本実施の形態においては、ノズル軸２０の回転位置合わせを実行するための動作処理モードとして、前述の第１処理モード４６ａ、第２の処理モード（１）４６ｂ、第２の処理モード（２）４６ｃを選択的に実行可能となっている。これらの処理モードを比較すると、以下のような長所、短所が挙げられる。

まず第１処理モード４６ａの長所としては、回転位置合わせ動作が単純であることから、制御ソフトの作成が容易になること、および最小Θ角度などのパラメータを予め準備する必要がないことなどが挙げられる。これに対し、短所としては、駆動方向が固定されて同一方向にしか回転しないため、位置合わせ前の回転位置Ｐθ（１）と目標回転位置Ｐθｔとの関係によっては位置合わせ動作に時間を要する場合がある。たとえば駆動方向が（＋）方向であって目標回転位置Ｐθｔが（－１°）であるような場合には、回転位置合わせに３５９°の回転を要することとなる。また位置合わせ回転角度が微少角度である場合には、十分な伸縮解消効果が得られず、位置合わせ精度が低下するという難点がある。

次に第２の処理モード（１）４６ｂ、第２の処理モード（２）４６ｃの長所としては、複数のノズル軸２０を共通のθ軸モータ２７で駆動する場合のように伝導ベルト２９の引き回しが複雑で、伝導ベルト２９伸縮に起因する回転伝達誤差が生じやすい場合にあっても、良好な回転位置精度を確保することができる。また位置合わせに要する動作時間についても、第１処理モード４６ａよりも早い場合がほとんどであり、位置合わせ回転角度が微少であるような場合についてのみ、第１処理モード４６ａの方が早い場合がある。これに対し、短所としては、回転位置合わせ動作が複雑であることから、制御ソフトの作成に手間を要すること、および最小Θ角度などのパラメータをノズル軸毎に予め準備する必要があることなどが挙げられる。

このように、上述の動作処理モードにはそれぞれ長所、短所があるため、使用する搭載ヘッドの特性や、要求される回転位置決め精度、動作時間の制限などに応じて、これらの動作処理モードを使い分けることとする。このとき、特性の異なる複数の搭載ヘッドを備えている場合には、搭載ヘッド毎に、もしくは各ノズル軸の回転動作毎にこれらの動作処理モードを使い分けるようにする。これにより、高い回転位置精度と良好な作業動作効率を実現することができる。

上記説明したように、本実施の形態に示す部品実装装置１では、記憶部４４に記憶されたデータに基づいて複数のノズル軸に掛け廻された無端の伝導ベルトを駆動し複数のノズル軸を回転させて回転位置合わせを行う構成において、回転位置合わせを実行する際に記憶部４４の駆動方向履歴データ４６ｄに記憶された前回駆動方向のみに伝導ベルト２９を駆動する第１処理モード４６ａ、最終的に記憶部４４によって記憶された駆動方向に最小の回転角度以上前記複数のノズル軸を回転させるように伝導ベルトを駆動する第２処理モード（１）４６ｂ、第２処理モード（２）４６ｃなどを含む回転位置合わせ処理データ４６に基づいて、回転位置合わせを行う。これにより、複数のノズル軸２０を共通のθ軸モータ２７で伝導ベルト２９を介して回転駆動する構成において、伝導ベルト２９の伸縮に起因する回転伝達誤差を抑制することができる。

本発明の部品実装装置は、複数のノズル軸を共通のθ軸モータで伝導ベルトを介して回転駆動する構成において、伝導ベルトの伸縮に起因する回転伝達誤差を抑制することができるという効果を有し、部品を保持するノズル軸の回転位置合わせを行って部品を基板に実装する部品実装分野において有用である。

１ 部品実装装置
３ 基板
１４Ａ 第１の搭載ヘッド
１４Ｂ 第２の搭載ヘッド
２０ ノズル軸
２１ ノズル
２７ θ軸モータ
２７ａ 駆動プーリ
２８ 被駆動プーリ
２９ 伝導ベルト

Claims (1)

1. 複数の部品を複数のノズルで保持し基板に実装する部品実装装置において、
   前記複数のノズルが装着される複数のノズル軸に掛け廻された無端の伝導ベルトと、
   前記伝導ベルトを駆動し前記複数のノズル軸を回転させて前記複数のノズル軸の回転位置合わせを行う駆動手段と、
   前回の前記回転位置合わせにおいて前記駆動手段が前記伝導ベルトを駆動した方向を示す前回駆動方向を記憶する記憶手段と、を備え、
   前記駆動手段は、前記複数のノズル軸の回転位置合わせを実行する際に、前記記憶手段によって記憶された前回駆動方向のみに前記伝導ベルトを駆動する、部品実装装置。

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