JP7411099B2 - 部品実装機 - Google Patents
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Description
本明細書では、部品実装機を開示する。
部品実装機としては、部品供給装置から供給される部品をノズルに吸着させ、ノズルを移動させてノズルに吸着された部品を基板上の所定の装着位置に装着させ、その後、部品の装着を終えたノズルを装着位置から離間させるものが知られている。例えば、特許文献1に記載された部品実装機は、先付け部品のある基板に更に別の部品を装着するに際して、ノズルに吸着されている部品の下端が基板上の先付け部品群における最高の部品高さに達しないようなノズル高さをノズルの待機位置として設定したうえで部品実装作業を行うようにしている。
しかしながら、特許文献1に記載された部品実装機では、基板上の先付け部品群における最高の部品高さを考慮して部品の装着が行われるため、必要以上に部品の装着作業を制限してしまうことがあった。また、部品を装着する前のルートや部品を装着した後のルートを通常ルートと短縮ルートとを含むルート群から選択する場合、基板上の先付け部品群における最高の部品高さを考慮してルートを選択してしまうと、適切なルートを選択できず生産性が低下することがあった。
本開示の部品実装機はこのような課題を解決するためになされたものであり、部品を装着する前のルートや部品を装着した後のルートを適切に選択することにより生産性の向上を図ることを主目的とする。
本開示の部品実装機は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本開示の部品実装機は、
部品を供給する部品供給装置と、
部品を吸着可能なノズルと、
前記ノズルを水平方向に移動させる移動装置と、
前記ノズルを上下方向に昇降させる昇降装置と、
前記ノズル、前記移動装置及び前記昇降装置を制御することにより、前記部品供給装置から供給される部品を前記ノズルに吸着させ、通常ルートと短縮ルートとを含むルート群の中から予め選択された装着前ルートに沿って前記ノズルを移動させて前記ノズルに吸着された前記部品を基板上の所定の装着位置に装着させ、前記ルート群の中から予め選択された装着後ルートに沿って前記部品の装着を終えた前記ノズルを前記装着位置から離間させる制御装置と、
を備えた部品実装機であって、
前記通常ルートは、前記装着位置を示す装着点と前記装着点の直上であって所定の高さの転換点とを結んだ上下ラインと、前記上下ラインの前記転換点に繋がる水平ラインと、を含むルートであり、
前記短縮ルートは、前記転換点を通過しない斜方ラインで前記通常ルートをショートカットしたルートであり、
前記制御装置は、
前記装着点を中心とし、前記斜方ラインを考慮して前記基板に収まるように決められた所定半径の外周円で囲まれた判定エリアを設定し、
(a)前記装着前ルートを選択するにあたっては、前記装着前ルートとして、前記ルート群の中から前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに吸着された部品に接触しない最短ルートを、前記判定エリア内の先付け部品の高さに基づいて選択し、
(b)前記装着後ルートを選択するにあたっては、前記装着後ルートとして、前記ルート群の中から前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに接触しない最短ルートを、前記判定エリア内の先付け部品の高さに基づいて選択する、
ものである。
部品を供給する部品供給装置と、
部品を吸着可能なノズルと、
前記ノズルを水平方向に移動させる移動装置と、
前記ノズルを上下方向に昇降させる昇降装置と、
前記ノズル、前記移動装置及び前記昇降装置を制御することにより、前記部品供給装置から供給される部品を前記ノズルに吸着させ、通常ルートと短縮ルートとを含むルート群の中から予め選択された装着前ルートに沿って前記ノズルを移動させて前記ノズルに吸着された前記部品を基板上の所定の装着位置に装着させ、前記ルート群の中から予め選択された装着後ルートに沿って前記部品の装着を終えた前記ノズルを前記装着位置から離間させる制御装置と、
を備えた部品実装機であって、
前記通常ルートは、前記装着位置を示す装着点と前記装着点の直上であって所定の高さの転換点とを結んだ上下ラインと、前記上下ラインの前記転換点に繋がる水平ラインと、を含むルートであり、
前記短縮ルートは、前記転換点を通過しない斜方ラインで前記通常ルートをショートカットしたルートであり、
前記制御装置は、
前記装着点を中心とし、前記斜方ラインを考慮して前記基板に収まるように決められた所定半径の外周円で囲まれた判定エリアを設定し、
(a)前記装着前ルートを選択するにあたっては、前記装着前ルートとして、前記ルート群の中から前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに吸着された部品に接触しない最短ルートを、前記判定エリア内の先付け部品の高さに基づいて選択し、
(b)前記装着後ルートを選択するにあたっては、前記装着後ルートとして、前記ルート群の中から前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに接触しない最短ルートを、前記判定エリア内の先付け部品の高さに基づいて選択する、
ものである。
この部品実装機では、装着点を中心とし斜方ラインを考慮して基板に収まるように決められ所定半径の外周円で囲まれた判定エリアを設定し、ルート群の中から判定エリア内の先付け部品がノズルやノズルに吸着された部品に接触しない最短ルートを、判定エリア内の先付け部品の高さに基づいて選択する。そのため、基板上のすべての先付け部品の高さに基づいて最短ルートを選択する場合に比べて、部品装着前のルートや部品装着後のルートを適切に選択することができ、生産性の向上を図ることができる。なお、斜方ラインは直線でもよいし湾曲線でもよい。また、判定エリアの所定半径は、例えば、斜方ラインの上端又はその近傍から基板に下ろした点と装着点とを結ぶ線分の長さとしてもよい。
本開示の部品実装機の好適な実施形態を、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の斜視図、図2は部品実装機10の制御に関わる構成を示すブロック図である。なお、本実施形態において、左右方向(X軸)、前後方向(Y軸)及び上下方向(Z軸)は、図1に示した通りとする。
部品実装機10は、基台12と、基台12の上に設置された実装機本体14と、実装機本体14に装着された部品供給装置としてのリールユニット60とを備えている。
実装機本体14は、基台12に対して交換可能に設置されている。この実装機本体14は、基板搬送装置18と、ヘッド24と、ノズル37と、パーツカメラ40と、制御装置50とを備えている。
基板搬送装置18は、基板16を搬送したり保持したりする装置である。この基板搬送装置18は、支持板20,20と、コンベアベルト22,22(図1では片方のみ図示)とを備えている。支持板20,20は、左右方向に延びる部材であり、図1の前後に間隔を開けて設けられている。コンベアベルト22,22は、支持板20,20の左右に設けられた駆動輪及び従動輪に無端状となるように架け渡されている。基板16は、一対のコンベアベルト22,22の上面に乗せられて左から右へと搬送される。この基板16は、多数立設された支持ピン23によって裏面側から支持可能となっている。そのため、基板搬送装置18は基板支持装置としての役割も果たす。
ヘッド24は、X軸スライダ26の前面に取り付けられている。X軸スライダ26は、Y軸スライダ30の前面に取り付けられている。Y軸スライダ30は、前後方向に延びる左右一対のガイドレール32,32にスライド可能に取り付けられている。Y軸スライダ30の前面には、左右方向に延びる上下一対のガイドレール28,28が設けられている。X軸スライダ26は、このガイドレール28,28にスライド可能に取り付けられている。ヘッド24は、X軸スライダ26が左右方向に移動するのに伴って左右方向に移動し、Y軸スライダ30が前後方向に移動するのに伴って前後方向に移動する。なお、各スライダ26,30は、それぞれ駆動モータ26a,30a(図2参照)により駆動される。また、ヘッド24は、Z軸モータ34を内蔵し、Z軸に沿って延びるボールネジ35に取り付けられたノズル37の高さをZ軸モータ34によって調整する。さらに、ヘッド24は、ノズル37を軸回転させるQ軸モータ36(図2参照)を内蔵している。
ノズル37は、ノズル先端に部品を吸着して保持したり、ノズル先端に吸着している部品を吸着解除したりする部材である。ノズル37は、図示しない圧力供給源から圧力を供給可能であり、例えば負圧が供給されると部品を吸着し、負圧の供給が停止されるか又は正圧が供給されると部品を吸着解除する。ノズル37は、ヘッド24の本体底面から下方に突出している。また、Z軸モータ34によってノズル37がZ軸方向に沿って昇降することで、ノズル37に吸着された部品の高さが調整される。Q軸モータ36によってノズル37が回転することで、ノズル37に吸着された部品の向きが調整される。
パーツカメラ40は、基板搬送装置18の前側の支持板20の前方に配置されている。パーツカメラ40は、パーツカメラ40の上方が撮像領域であり、ノズル37に保持された部品を下方から撮像して撮像画像を生成する。
リールユニット60は、複数のリール62を備え、実装機本体14の前側に着脱可能に取り付けられている。各リール62には、テープが巻き付けられている。テープの表面には、テープの長手方向に沿って複数の収容凹部が設けられている。各収容凹部には、部品が収容されている。これらの部品は、テープの表面を覆うフィルムによって保護されている。こうしたテープは、リールから後方に向かって巻きほどかれ、フィーダ部64においてフィルムが剥がされて部品が露出した状態となる。この露出した状態の部品は、ノズル37によって吸着される。リールユニット60の動作はフィーダコントローラ66(図2参照)によって制御される。
制御装置50は、図2に示すように、CPU51、記憶部53(ROM、RAM、HDDなど)、入出力インターフェース55などを備えており、これらはバス56を介して接続されている。この制御装置50は、基板搬送装置18、X軸スライダ26の駆動モータ26a、Y軸スライダ30の駆動モータ30a、ヘッド24のZ軸モータ34やQ軸モータ36、パーツカメラ40及びノズル37の図示しない圧力供給源へ信号を出力する。また、制御装置50は、パーツカメラ40からの撮像画像を入力する。制御装置50は、リールユニット60のフィーダコントローラ66と双方向通信可能に接続されている。なお、X軸スライダ26及びY軸スライダ30には図示しないがノズル37の水平方向の位置を検出する位置センサが装備されている。また、ヘッド24にはノズル37の上下方向の位置を検出する位置センサが装備されている。制御装置50は、それらの位置センサからの位置情報を入力しつつ、各スライダ26,30の駆動モータ26a,30aやZ軸モータ34を制御する。
ノズル37に吸着された部品が基板16の縁の上方位置から所定の装着位置に当接されるまでのルートを、装着前ルートと称する。図3は、装着前ルートの説明図(部品実装機10の基板16を側方からみたときの説明図)である。装着前ルートは、図3(a)~(c)に示すように、通常ルート70と第1及び第2短縮ルート71,72とを含むルート群の中から予め選択されて記憶部53に保存されている。通常ルート70は、図3(a)に示すように、所定の装着位置を示す装着点Pと装着点Pの直上であって所定の高さの転換点Qとを結んだ上下ラインと、転換点Qと基板16の縁の上方位置を示す縁上方点Rとを結んだ水平ラインとを含むルートである。基板16の上面を基準としたときの点Q及び点Rの高さは、基板16に装着される最も背の高い部品の高さhcと同じとするか、それにマージンを加えた値とする。第1短縮ルート71は、図3(b)に示すように、装着点Pと縁上方点Rとを結んだルートであって、転換点Qを通過しない斜方湾曲ライン71aで通常ルート70をショートカットしたルートである。第2短縮ルート72は、図3(c)に示すように、装着点Pと縁上方点Rとを結んだルートであって、転換点Qを通過しない斜方湾曲ライン72aで通常ルートNをショートカットしたルートである。第1短縮ルート71の全長は、第2短縮ルート72の全長よりも短い。
所定の装着位置に部品を装着したノズル37がその装着位置から基板16の縁の上方位置に離間するまでのルートを、装着後ルートと称する。図4は、装着後ルートの説明図(部品実装機10の基板16を側方からみたときの説明図)である。本実施形態は、装着後ルートは、図4(a)~(c)に示すように、装着前ルートと同様、通常ルート70と第1及び第2短縮ルート71,72とを含むルート群の中から予め選択されて記憶部53に保存されている。
次に、部品実装機10の制御装置50が実行する各種処理について説明する。まず、部品実装処理の前に実行されるルート選択処理について説明する。制御装置50のCPU51は、図示しない管理コンピュータから受信した生産ジョブに基づいて装着順にしたがって装着前及び装着後ルートを設定する。生産ジョブは、部品実装機10においてどの部品をどういう順番でどの基板16に装着するか、また、何枚の基板16に部品の実装を行うかなどを定めた情報である。
ルート選択処理の説明に先立ち、判定エリア80について説明する。図5は判定エリア80の説明図である。判定エリア80は、規制範囲の外郭線である直径Wの円と外周円Caとの間に設定されている。規制範囲は、装着点Pを中心とする直径Wの円の内側の範囲であり、装着点Pに装着される部品にマージンを見込んだ大きさとなるように設定されている。規制範囲には、その装着点Pに装着される部品以外の部品は配置されない。外周円Caは、装着点Pを中心とし基板16に収まる所定半径(長さra)の円である。長さraは、基板16を上からみたときの基板16の縦及び横の寸法よりも小さい。外周円Caは、装着点Pの位置によっては(例えば基板16の端にある場合など)、外周円Caの一部が基板16からはみ出すことがある。長さraは、距離の最も短い第1短縮ルート71の斜方湾曲ライン71aを考慮して設定される。本実施形態では、長さraは、斜方湾曲ライン71aの上端から基板16に下ろした点Sと装着点Pとを結ぶ線分の長さとしている。なお、長さraは、斜方湾曲ライン71aの上端の近傍(水平方向に多少ずらした位置)から基板16に下ろした点と装着点Pとを結ぶ線分の長さとしてもよい。
図5の上図は基板16を側方からみたときの説明図、下図は基板16を上方からみたときの説明図である。判定エリア80は、外周円Cbによって、第1判定エリア分割地帯81と第2判定エリア分割地帯82とに分けられている。外周円Cbは、外周円Caと同心円であって、長さrb(<ra)を半径とする円である。第1判定エリア分割地帯81は、外周円Cbと直径Wの円とで囲まれたドーナツ状の地帯である。第2判定エリア分割地帯82は、外周円Caと外周円Cbとで囲まれたドーナツ状の地帯である。第1及び第2判定エリア分割地帯82は、外周円Caと同心円状になっている。CPU51は、ルート選択処理において、第1及び第2判定エリア分割地帯81,82を利用する。
CPU51は、ルート選択処理ルーチンを実行することにより、装着前ルートとして、ルート群の中から判定エリア80内の先付け部品がノズル37に吸着された部品に接触しない最短ルートを、判定エリア80内の先付け部品の高さに基づいて選択する。また、装着後ルートとして、ルート群の中から判定エリア80内の先付け部品がノズル37の先端に接触しない最短ルートを、判定エリア80内の先付け部品の高さに基づいて選択する。図6はルート選択処理ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、記憶部53に記憶されており、CPU51によって読み出されて実行される。
CPU51は、ルート選択処理ルーチンを開始すると、まず、カウンタの変数nに値1を代入する(S110)。続いて、CPU51は、装着順がn番目の部品についてその部品の装着位置(装着点P)や部品のサイズ(高さを含む)などの情報を読み込むと共に、(n-1)番目以前の部品についてそれらの部品の装着位置(装着点P)や部品のサイズ(高さを含む)などの情報を取得する(S120)。これらの情報は、予め管理コンピュータから受信し記憶部53に記憶された生産ジョブから読み込む。なお、(n-1)番目以前の部品を先付け部品という。装着順が1番目の部品については先付け部品は存在しない。
CPU51は、第1判定エリア分割地帯81内で最も背の高い先付け部品の高さH1を認識し(S130)、高さH1が所定の閾値T1a以下か否かを判定する(S140)。高さH1は、最大でも高さhcである。閾値T1aは、第1短縮ルート71の斜方湾曲ライン71aとn番目の部品の装着位置(装着点P)とに基づいて設定される。本実施形態では、閾値T1a(=ha)は、図5に示すように、斜方湾曲ライン71aのうち第1判定エリア分割地帯81を横切る部分の下端の高さであると共に、斜方湾曲ライン71aのうち判定エリア80を横切る部分の下端の高さでもある。
S140で高さH1が閾値T1a以下だったならば、CPU51は第2判定エリア分割地帯82内で最も背の高い先付け部品の高さH2を認識し(S150)、高さH2が閾値T1b以下か否かを判定する(S160)。高さH2は、最大でも高さhcである。閾値T1bは、第1短縮ルート71の斜方湾曲ライン71aと外周円Cbとに基づいて設定される。本実施形態では、閾値T1b(=hb)は、図5に示すように、斜方湾曲ライン71aのうち第2判定エリア分割地帯82を横切る部分の下端の高さであると共に、斜方湾曲ライン72aのうち判定エリア80を横切る部分の下端の高さでもある。
S160で高さH2が閾値T1b以下だったならば、CPU51はn番目の装着前及び装着後ルートとして第1短縮ルート71を選択して記憶部53に記憶し(S170)、S210に進む。図5から、第1判定エリア分割地帯81内で最も背の高い先付け部品の高さH1が閾値T1a(=ha)以下で且つ第2判定エリア分割地帯82内で最も背の高い先付け部品の高さH2が閾値T1b(=hb)以下の場合には、判定エリア80内の先付け部品の高さは第1短縮ルート71の軌跡から上に飛び出さないことがわかる。
一方、S160で高さH2が閾値T1bを超えていたならば、CPU51はn番目の部品の装着前及び装着後ルートとして第2短縮ルート72を選択して記憶部53に記憶し(S190)、S210に進む。図5から、第1判定エリア分割地帯81内で最も背の高い先付け部品の高さH1が閾値T1a(=ha)以下で且つ第2判定エリア分割地帯82内で最も背の高い先付け部品の高さH2が閾値T1b(=hb)を超えている場合には、判定エリア80内の先付け部品の高さは第2短縮ルート72の軌跡から上に飛び出さないことがわかる。
一方、S140で高さH1が閾値T1aを超えていたならば、CPU51は高さH1が閾値T1b以下か否かを判定する(S180)。S180で高さH1が閾値T1b以下だったならば、CPU51はn番目の部品の装着前及び装着後ルートとして第2短縮ルート72を選択して記憶部53に記憶し(S190)、S210に進む。図5から、第1判定エリア分割地帯81内で最も背の高い先付け部品の高さH1が閾値T1a(=ha)を超えるが高さH2が閾値T1b(=hb)以下の場合には、判定エリア80内の先付け部品の高さは第2短縮ルート72の軌跡から上に飛び出さないことがわかる。
一方、S180で高さH2が閾値T1bを超えていたならば、CPU51はn番目の部品の装着前及び装着後ルートとして通常ルート70を選択して記憶部53に記憶し(S200)、S210に進む。図5から、第1判定エリア分割地帯81内で最も背の高い先付け部品の高さH1が閾値T1b(=hb)を超える場合には、判定エリア80内の先付け部品の高さは通常ルート70の軌跡から上に飛び出さないことがわかる。
S210では、CPU51は、nの値が上限値(装着順の末尾)か否かを判定し(S220)、nの値が上限値でなかったならば、nの値を1インクリメントし(S220)、再びS120以降の処理を実行する。一方、S210でnの値が上限値だったならば、CPU51は本ルーチンを終了する。
まとめると、H1≦ha且つH2≦hb(第1条件)が成立するならば第1短縮ルート71を選択し、第1条件は成立しないがH1≦hb(第2条件)が成立するかならば第2短縮ルート72を選択し、第1条件も第2条件も成立しないならば通常ルート70を選択する。
なお、本実施形態では、いずれのルートにおいても判定エリア80よりも外側のエリアでは、基板16に装着される全部品のうち最も高い部品の高さhcをクリアする高さとなっている。そのため、判定エリア80よりも外側のエリアについては、特に先付け部品の高さを考慮する必要はない。
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50のCPU51は、図示しない管理コンピュータから受信した生産ジョブ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16を生産する。図7は部品実装処理ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、記憶部53に記憶されており、CPU51によって読み出されて実行される。
CPU51は、部品実装処理ルーチンを開始すると、まず、カウンタの変数nに値1を代入する(S310)。続いて、CPU51は、装着順がn番目の部品をノズル37の先端に吸着する(S320)。具体的には、CPU51は、フィーダ部64によって所定の部品供給位置に送り出されたn番目の部品にノズル37が対向するようにX軸スライダ26,Y軸スライダ30及びボールネジ35を制御し、その位置でノズル37に負圧を供給して部品をノズル37の先端に吸着させる。
続いて、CPU51は、フィーダ部64からn番目の部品に対応づけられた所定の装着位置へノズル37を移動させる(S330)。フィーダ部64から所定の装着位置までの移動ルートは、ノズル37に吸着された部品がパーツカメラ40の上方を通過したあと基板16の縁の上方に至り、そこから所定の装着位置に至るまでのルートである。パーツカメラ40は、部品を下方から撮像した画像を制御装置50へ出力する。CPU51は、パーツカメラ40から入力した画像に基づいて部品の姿勢(ノズル37の中心に対するズレなど)を認識し、所定の装着位置に部品を装着する際に正しい姿勢で部品が装着されるようにXY位置の制御や角度(Q軸)の制御を行う。移動ルートには、基板16の縁の上方位置から所定の装着位置に至るまでのルート(装着前ルート)が含まれる。CPU51は、n番目の部品に対応づけられた装着前ルートを記憶部53から読み出し、その装着前ルートに沿ってノズル37に吸着された部品が移動するようにX軸スライダ26,Y軸スライダ30及びボールネジ35を制御する。装着前ルートに沿ってノズル37を移動させる際、ノズル37に吸着された部品が装着前ルートに接するように移動させてもよいし、ノズル37に吸着された部品が装着前ルートよりも所定のマージンだけ高い位置を移動するようにしてもよい。
続いて、CPU51は、n番目の部品を所定の装着位置に装着する(S340)。具体的には、CPU51は、ノズル37に正圧又は大気圧を供給することにより、ノズル37の先端に吸着されたn番目の部品を所定の装着位置に装着する。
続いて、CPU51は、所定の装着位置からノズル37を離間させる(S350)。所定の装着位置から離間させる移動ルートには、所定の装着位置から基板16の縁の上方位置に至るまでのルート(装着後ルート)が含まれる。CPU51は、n番目の部品に対応づけられた装着後ルートを記憶部53から読み出し、その装着後ルートに沿ってノズル37の先端が移動するようにX軸スライダ26,Y軸スライダ30及びボールネジ35を制御する。装着後ルートに沿ってノズル37を移動させる際、ノズル37の先端が装着後ルートに接するように移動させてもよいし、ノズル37の先端が装着後ルートよりも所定のマージンだけ高い位置を移動するようにしてもよい。
続いて、CPU51は、nの値が上限値(装着順の末尾)か否かを判定し(S360)、nの値が上限値でなかったならば、nの値を1インクリメントし(S370)、再びS320以降の処理を実行する。一方、S360でnの値が上限値だったならば、CPU51は本ルーチンを終了する。
ここで、装着前ルートの具体例について図8~図11を用いて説明する。例えば、図8のように、第1判定エリア分割地帯81内で最も背の高い先付け部品の高さがha、第2判定エリア分割地帯82内で最も背の高い先付け部品の高さがhb、判定エリア80の外側で最も背の高い部品の高さがhcの場合、装着前ルートとして第1短縮ルート71が選択される。図9のように、第1判定エリア分割地帯81内で最も背の高い先付け部品の高さがha、第2判定エリア分割地帯82内で最も背の高い先付け部品の高さがhc、判定エリア80の外側で最も背の高い先付け部品の高さがhcの場合、装着前ルートとして第2短縮ルート72が選択される。図10のように、第1判定エリア分割地帯81内で最も背の高い先付け部品の高さがhb、第2判定エリア分割地帯82内で最も背の高い先付け部品の高さがhc、判定エリア80の外側で最も背の高い部品の高さがhcの場合、装着前ルートとして第2短縮ルート72が選択される。図11のように、第1判定エリア分割地帯81内で最も背の高い先付け部品の高さがhc、第2判定エリア分割地帯82内で最も背の高い先付け部品の高さがhc、判定エリア80の外側で最も背の高い部品の高さがhcの場合、装着前ルートとして通常ルート70が選択される。
ちなみに、本実施形態と異なり、基板16上で最も背の高い先付け部品の高さがha以下なら第1短縮ルート71を選択し、haより大きくhb以下なら第2短縮ルート72を選択し、hbより大きくhc以下(hbより大きい)なら通常ルート70を選択することも考えられる。その場合、図8~図11のいずれも、基板16上で最も背の高い先付け部品の高さがhcのため通常ルート70が選択される。そのため、図8~図10では本実施形態の方が装着前ルートや装着後ルートの全長が短くなり、その分、作業時間が短縮化される。
ここで、本実施形態の部品実装機10の構成要素と本開示の部品実装機の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のリールユニット60が本開示の部品供給装置に相当し、ノズル37がノズルに相当し、X軸スライダ26及びY軸スライダ30が移動装置に相当し、ボールネジ35が昇降装置に相当し、制御装置50が制御装置に相当する。
以上説明した部品実装機10によれば、装着点Pを中心とし基板16に収まる所定半径の外周円で囲まれた判定エリア80を設定し、ルート群の中から判定エリア80内の先付け部品がノズル37やノズル37に吸着された部品に接触しない最短ルートを、判定エリア80内の先付け部品の高さに基づいて選択する。そのため、部品装着前のルートや部品装着後のルートを適切に選択することができる。具体的には、できるだけ全長の短いルートを適切に選択することができる。全長の短いルートが選択されれば、その分、作業時間が短縮化される。したがって、生産性の向上を図ることができる。
また、判定エリア80内の先付け部品が第1短縮ルート71を通過するノズル37やノズル37に吸着された部品と接触するか否かの判定を、判定エリア80内で最も背の高い先付け部品の高さと閾値との比較結果に基づいて行うため、簡単に行うことができる。第2短縮ルート72についても同様である。
更に、判定エリア80を第1及び第2判定エリア分割地帯81,82に分け、それらを利用して、ルート群の中から判定エリア80内の先付け部品がノズル37に接触しない最短ルートやノズル37に吸着された部品に接触しない最短ルートを、判定エリア80内の先付け部品の高さに基づいて選択する。そのため、装着前ルートや装着後ルートをより適切に選択することができる。
更にまた、第1短縮ルート71については、斜方湾曲ライン71aのうち第1判定エリア分割地帯81を横切る部分の下端の高さhaを閾値T1a、第2判定エリア分割地帯82を横切る部分の下端の高さhbを閾値T1bとしている。そして、第1判定エリア分割地帯81内で最も背の高い先付け部品の高さH1が閾値T1a以下且つ第2判定エリア分割地帯82内で最も背の高い先付け部品の高さH2が閾値T1b以下ならば、装着前ルートとして第1短縮ルート71を選択する。また、装着後ルートもこれと同様である。そのため、判定エリア80内の先付け部品が第1短縮ルート71を通過するノズル37やノズル37に吸着された部品と接触するか否かの判定を、比較的精度よく行うことができる。
そして、ルート群は全長の異なる第1及び第2短縮ルート71,72を含んでいる。そのため、全長の異なる第1及び第2短縮ルート71,72の中から可能な限り全長の短い短縮ルートを選択することができる。
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、判定エリア80内のすべての先付け部品がノズル37に吸着された部品に接触しない最短ルートを装着前ルートとして選択したが、判定エリア80内の先付け部品のうちノズル37に吸着された部品が移動する軌跡と重なる先付け部品がノズル37に吸着された部品に接触しない最短ルートを装着前ルートとして選択してもよい。例えば、図12に示すように、直径Wの規制範囲の外郭線である円と外周円Caとで囲まれたエリア(上述した実施形態の判定エリア80)のうちn番目の部品を装着する際にノズル37に吸着された部品が移動する軌跡Lと重なるエリアを、判定エリア180に設定してもよい。この場合、第1及び第2判定エリア分割地帯181,182もノズル37に吸着された部品が移動する軌跡Lと重なるエリアに限定される。こうすれば、短縮ルートが選択される確率が高くなるため、生産性がより向上する。なお、装着後ルートを選択する際には、ノズル37に吸着された部品が移動する軌跡の代わりに、ノズル37の先端が移動する軌跡を用いればよい。
上述した実施形態では、判定エリア80を第1及び第2判定エリア分割地帯81,82に分割して装着前ルート及び装着後ルートを選択したが、判定エリア80を分割することなく装着前ルート及び装着後ルートを選択してもよい。その場合、判定エリア80内で最も高さの高い部品の高さが閾値T1a(=ha)以下ならば第1短縮ルート71を選択し、閾値T1aより高く閾値T1b(=hb)以下ならば第2短縮ルート72を選択し、閾値T1bより高いならば通常ルート70を選択してもよい。あるいは、判定エリア80を3つ以上の判定エリア分割地帯に分けて装着前ルート及び装着後ルートを選択してもよい。
上述した実施形態では、ルート群に含まれる短縮ルートは、第1及び第2短縮ルート71,72の2種類としたが、3種類以上としてもよい。また、ルート群に含まれる短縮ルートを第1短縮ルート71のみとしてもよいし、第2短縮ルート72のみとしてもよい。
上述した実施形態では、通常ルート70と第1短縮ルート71と第2短縮ルート72とを、装着前ルートと装着後ルートで共通にしたが、装着前ルートと装着後ルートで異なるようにしてもよい。
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、
前記判定エリアを、前記装着点を中心とし前記装着点に装着される部品以外の部品が配置されない規制範囲の外郭線と前記外周円との間に設定し、(a)前記装着前ルートを選択するにあたっては、前記判定エリア内で最も背の高い先付け部品の高さが前記斜方ラインの下端の高さに基づいて定められた閾値よりも低ければ、前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに吸着された部品に接触しないと判定し、(b)前記装着後ルートを選択するにあたっては、前記判定エリア内で最も背の高い先付け部品の高さが前記斜方ラインの下端の高さに基づいて定められた閾値よりも低ければ、前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに接触しないと判定してもよい。こうすれば、判定エリア内の先付け部品が短縮ルートを通過するノズルやノズルに吸着された部品と接触するか否かの判定を、簡単に行うことができる。
前記判定エリアを、前記装着点を中心とし前記装着点に装着される部品以外の部品が配置されない規制範囲の外郭線と前記外周円との間に設定し、(a)前記装着前ルートを選択するにあたっては、前記判定エリア内で最も背の高い先付け部品の高さが前記斜方ラインの下端の高さに基づいて定められた閾値よりも低ければ、前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに吸着された部品に接触しないと判定し、(b)前記装着後ルートを選択するにあたっては、前記判定エリア内で最も背の高い先付け部品の高さが前記斜方ラインの下端の高さに基づいて定められた閾値よりも低ければ、前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに接触しないと判定してもよい。こうすれば、判定エリア内の先付け部品が短縮ルートを通過するノズルやノズルに吸着された部品と接触するか否かの判定を、簡単に行うことができる。
本開示の部品実装機において、前記制御装置は、
前記判定エリアを、前記装着点を中心とし前記装着点に装着される部品以外の部品が配置されない規制範囲の外郭線と前記外周円との間に設定し、前記外周円と同心円状の複数の判定エリア分割地帯に分け、(a)前記装着前ルートを選択するにあたっては、前記複数の判定エリア分割地帯を利用して、前記装着前ルートとして、前記ルート群の中から前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに吸着された部品に接触しない最短ルートを、前記判定エリア内の先付け部品の高さに基づいて選択し、(b)前記装着後ルートを選択するにあたっては、前記複数の判定エリア分割地帯を利用して、前記装着後ルートとして、前記ルート群の中から前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに接触しない最短ルートを、前記判定エリア内の先付け部品の高さに基づいて選択してもよい。こうすれば、部品装着前のルートや部品装着後のルートをより適切に選択することができる。
前記判定エリアを、前記装着点を中心とし前記装着点に装着される部品以外の部品が配置されない規制範囲の外郭線と前記外周円との間に設定し、前記外周円と同心円状の複数の判定エリア分割地帯に分け、(a)前記装着前ルートを選択するにあたっては、前記複数の判定エリア分割地帯を利用して、前記装着前ルートとして、前記ルート群の中から前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに吸着された部品に接触しない最短ルートを、前記判定エリア内の先付け部品の高さに基づいて選択し、(b)前記装着後ルートを選択するにあたっては、前記複数の判定エリア分割地帯を利用して、前記装着後ルートとして、前記ルート群の中から前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに接触しない最短ルートを、前記判定エリア内の先付け部品の高さに基づいて選択してもよい。こうすれば、部品装着前のルートや部品装着後のルートをより適切に選択することができる。
本開示の部品実装機において、前記制御装置は、前記複数の判定エリア分割地帯のそれぞれに、前記斜方ラインのうち前記判定エリア分割地帯を横切る部分の下端の高さに基づいて閾値を定め、(a)前記装着前ルートを選択するにあたっては、すべての前記判定エリア分割地帯について各判定エリア分割地帯内で最も背の高い先付け部品の高さが該判定エリア分割地帯の前記閾値よりも低ければ、前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに吸着された部品に接触しないと判定し、(b)前記装着後ルートを選択するにあたっては、すべての前記判定エリア分割地帯について各判定エリア分割地帯内で最も背の高い先付け部品の高さが該判定エリア分割地帯の前記閾値よりも低ければ、前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに接触しないと判定してもよい。こうすれば、判定エリア内の先付け部品が短縮ルートを通過するノズルやノズルに吸着された部品と接触するか否かの判定を、比較的精度よく行うことができる。
本開示の部品実装機において、前記制御装置は、前記判定エリア内の先付け部品として、前記判定エリア内の先付け部品のうち前記ノズルが移動する軌跡又は前記ノズルに吸着された部品が移動する軌跡と重なる先付け部品を用いてもよい。こうすれば、部品装着前のルートや部品装着後のルートをより適切に選択することができる。
本開示の部品実装機において、前記ルート群は、全長の異なる複数の前記短縮ルートを含んでいてもよい。こうすれば、全長の異なる複数の短縮ルートの中から可能な限り全長の短い短縮ルートを選択することができる。
本発明は、部品を基板に実装する部品実装機に利用可能である。
10 部品実装機、12 基台、14 実装機本体、16 基板、18 基板搬送装置、20 支持板、22 コンベアベルト、23 支持ピン、24 ヘッド、26 X軸スライダ、26a 駆動モータ、28 ガイドレール、30 Y軸スライダ、30a 駆動モータ、32 ガイドレール、34 Z軸モータ、35 ボールネジ、36 Q軸モータ、37 ノズル、40 パーツカメラ、50 制御装置、51 CPU、53 記憶部、55 入出力インターフェース、56 バス、60 リールユニット、62 リール、64 フィーダ部、66 フィーダコントローラ、70 通常ルート、71 第1短縮ルート、71a 斜方湾曲ライン、72 第2短縮ルート、72a 斜方湾曲ライン、80 判定エリア、81 第1判定エリア分割地帯、82 第2判定エリア分割地帯、180 判定エリア、181 第1判定エリア分割地帯、182 第2判定エリア分割地帯。
Claims (6)
- 部品を供給する部品供給装置と、
部品を吸着可能なノズルと、
前記ノズルを水平方向に移動させる移動装置と、
前記ノズルを上下方向に昇降させる昇降装置と、
前記ノズル、前記移動装置及び前記昇降装置を制御することにより、前記部品供給装置から供給される部品を前記ノズルに吸着させ、通常ルートと短縮ルートとを含むルート群の中から予め選択された装着前ルートに沿って前記ノズルを移動させて前記ノズルに吸着された前記部品を基板上の所定の装着位置に装着させ、前記ルート群の中から予め選択された装着後ルートに沿って前記部品の装着を終えた前記ノズルを前記装着位置から離間させる制御装置と、
を備えた部品実装機であって、
前記通常ルートは、前記装着位置を示す装着点と前記装着点の直上であって所定の高さの転換点とを結んだ上下ラインと、前記上下ラインの前記転換点に繋がる水平ラインと、を含むルートであり、
前記短縮ルートは、前記転換点を通過しない斜方ラインで前記通常ルートをショートカットしたルートであり、
前記制御装置は、
前記装着点を中心とし、前記斜方ラインを考慮して前記基板に収まるように決められた所定半径の外周円で囲まれた判定エリアを設定し、
(a)前記装着前ルートを選択するにあたっては、前記装着前ルートとして、前記ルート群の中から前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに吸着された部品に接触しない最短ルートを、前記判定エリア内の先付け部品の高さに基づいて選択し、
(b)前記装着後ルートを選択するにあたっては、前記装着後ルートとして、前記ルート群の中から前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに接触しない最短ルートを、前記判定エリア内の先付け部品の高さに基づいて選択する、
部品実装機。 - 前記制御装置は、
前記判定エリアを、前記装着点を中心とし前記装着点に装着される部品以外の部品が配置されない規制範囲の外郭線と前記外周円との間に設定し、
(a)前記装着前ルートを選択するにあたっては、前記判定エリア内で最も背の高い先付け部品の高さが前記斜方ラインのうち前記判定エリアを横切る部分の下端の高さに基づいて定められた閾値よりも低ければ、前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに吸着された部品に接触しないと判定し、
(b)前記装着後ルートを選択するにあたっては、前記判定エリア内で最も背の高い先付け部品の高さが前記斜方ラインのうち前記判定エリアを横切る部分の下端の高さに基づいて定められた閾値よりも低ければ、前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに接触しないと判定する、
請求項1に記載の部品実装機。 - 前記制御装置は、
前記判定エリアを、前記装着点を中心とし前記装着点に装着される部品以外の部品が配置されない規制範囲の外郭線と前記外周円との間に設定し、前記外周円と同心円状の複数の判定エリア分割地帯に分け、
(a)前記装着前ルートを選択するにあたっては、前記複数の判定エリア分割地帯を利用して、前記装着前ルートとして、前記ルート群の中から前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに吸着された部品に接触しない最短ルートを、前記判定エリア内の先付け部品の高さに基づいて選択し、
(b)前記装着後ルートを選択するにあたっては、前記複数の判定エリア分割地帯を利用して、前記装着後ルートとして、前記ルート群の中から前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに接触しない最短ルートを、前記判定エリア内の先付け部品の高さに基づいて選択する、
請求項1に記載の部品実装機。 - 前記制御装置は、
前記複数の判定エリア分割地帯のそれぞれに、前記斜方ラインのうち前記判定エリア分割地帯を横切る部分の下端の高さに基づいて閾値を定め、
(a)前記装着前ルートを選択するにあたっては、すべての前記判定エリア分割地帯について各判定エリア分割地帯内で最も背の高い先付け部品の高さが該判定エリア分割地帯の前記閾値よりも低ければ、前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに吸着された部品に接触しないと判定し、
(b)前記装着後ルートを選択するにあたっては、すべての前記判定エリア分割地帯について各判定エリア分割地帯内で最も背の高い先付け部品の高さが該判定エリア分割地帯の前記閾値よりも低ければ、前記判定エリア内の先付け部品が前記ノズルに接触しないと判定する、
請求項3に記載の部品実装機。 - 前記制御装置は、前記判定エリア内の先付け部品として、前記判定エリア内の先付け部品のうち前記ノズルが移動する軌跡又は前記ノズルに吸着された部品が移動する軌跡と重なる先付け部品を用いる、
請求項1~4のいずれか1項に記載の部品実装機。 - 前記ルート群は、全長の異なる複数の前記短縮ルートを含む、
請求項1~5のいずれか1項に記載の部品実装機。
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