JPH0346998B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、CAD（Computer Aided Design）
装置よりの電子部品装着についての情報をそのま
ま利用して電子部品装着用の装着ヘツドを制御
し、基板への電子部品の装着を行う電子部品実装
方法に関する。

（従来の技術及び問題点） 従来の電子部品実装方法は、メツシユ方式とい
つてICのピンの配列間隔2.54mm（又はこの半分の
間隔）に対応したメツシユ（網目）をプリント基
板上に仮想し、そのメツシユの交点に電子部品を
実装して行くものであつた。この場合、電子部品
を配置できるのはメツシユの交点のみのため、さ
らに高密度の実装を考慮した場合、基板上に無駄
な空きスペースが生じる嫌いがあつた。

また、回路図に基づき、プリント基板面積、電
子部品種別、部品点数等の回路構成条件よりプリ
ント基板上の電子部品、導体パターン等の配置を
CAD装置を用いて自動設計することと、導体パ
ターンが形成されたプリント基板に電子部品を自
動挿入機を利用して実装して行く工程とは、従来
全く別々に実施されており、CAD装置の情報を
そのまま電子部品の実装に際しても利用すること
は従来なされていなかつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の点に鑑み、CAD装置の情報
をそのまま電子部品の実装に際しても利用可能
で、高密度実装に適した電子部品実装方法を提供
しようとするものである。

本発明は、CAD装置よりの電子部品装着につ
いての情報（例えば電子部品の装着位置をＸ座標
とＹ座標で、装着姿勢を回転角θで表したもの、
さらには電子部品の外形寸法等）に基づき、部品
装着用の装着ヘツドを、位置決めされた基板の所
定位置に移動させて電子部品を前記基板に装着す
ることにより、上述の従来技術の問題点を解決し
ている。

（作用） 本発明の電子部品実装方法は、次のような特
徴、作用効果がある。

(1) 基板が固定（停止もしくは位置決め状態）、
電子部品装着用の装着ヘツドが移動する。

(2) 従来のメツシユ方式をランダム方式とするこ
とができる。すなわち、装着位置の検出、制御
を従来のメツシユ交点に限定せず、装着位置を
任意の位置、装着姿勢も任意の姿勢とし、装着
位置の検出、制御はCAD方式により面管理で
行う。

(3) 基板上の装着位置の空きスペースを、例えば
光学センサ（カメラ）等で予め検出確認してか
ら（画像処理してから）電子部品の装着を実行
するようにできる。従つて、装着ミスを自動的
に回避する無修正方式（誘導方式）とする事が
でき、装着ヘツドを基板上の空きスペースに誘
導することができる。

(4) 電子部品装着位置が他の電子部品や導体パタ
ーン等に対して最短距離となるように装着位置
を検出して装着することができる。

(5) 回路図に基づき、プリント基板面積、電子部
品種別、部品点数等の回路構成条件をインプツ
トすることによりCAD機能により自動的にプ
リント基板上の電子部品装着位置を設定し、そ
の装着図を点検、確認の後、装着指示に従つて
装着を開始するようにできる。この結果、超高
密度実装にも対応することが可能となる。

（実施例） 以下、本発明に係る電子部品実装方法の実施例
を図面に従つて説明する。

第１図は本発明の方法を実施する制御系のブロ
ツク図である。この図において、CAD装置１は、
回路図に基づき、プリント基板面積、電子部品種
別、部品点数等の回路構成条件をインプツトする
ことにより、そのCAD機能により自動的にプリ
ント基板上の電子部品装着位置及び装着姿勢を設
定するものである。このCAD装置１よりの電子
部品装着についての情報、例えば電子部品の装着
位置をＸ座標とＹ座標で、装着姿勢を回転角θで
それぞれ表した情報や電子部品の形状寸法につい
ての情報はプログラムコントローラ２に送られ
る。なお、回転角θは、例えば電子部品をプリン
ト基板の長辺に平行な姿勢で装着するときを基準
（θ＝０）とし、この基準の姿勢から何度回転し
ているかをθで表す。

前記プログラムコントローラ２は、前記CAD
装置１よりの情報を受け入れ、電子部品の種別や
装着位置を考慮して、装着順に電子部品の装着位
置のＸ座標、Ｙ座標及び回転角θの値等を発生す
る。

プログラムコントローラ２の情報は、第２図の
装着ユニツト２０及び第３図の装着ヘツド３０等
に付随する機構（シリンダ、ｉ軸の回転等）１２
の動作シーケンスを制御するための動作シーケン
ス制御部３に与えられるとともに、位置補正演算
回路７を介して装着ユニツト２０のＸ軸、Ｙ軸及
びθ軸をそれぞれ駆動するモータＭ１，Ｍ２，Ｍ
３を制御するためのＸ軸駆動制御部４、Ｙ軸駆動
制御部５及びθ軸駆動制御部６にそれぞれ与えら
れる。

基板位置読み取り処理部８は、カメラ等の光学
センサ９を通してプリント基板上の電子部品装着
位置に電子部品の形状寸法に対応した空きスペー
スが存在するか否かを画像処理等で判断してその
判断結果を前記位置補正演算回路７に入力するも
のである。

また、部品位置読み取り処理部１０は、カメラ
等の光学センサ１１を通して装着ヘツドにおける
電子部品のチヤツク（吸着、保持）状態を画像処
理等により読み取るものであり、その読み取り結
果を前記位置補正演算回路７に入力するものであ
る。

前記位置補正演算回路７は前記プログラムコン
トローラ２よりの位置情報に対し、基板位置読み
取り処理部８及び部品位置読み取り処理部１０よ
りの情報により必要な場合に修正を加えてＸ軸駆
動制御部４、Ｙ軸駆動制御部５及びθ軸駆動制御
部６にそれぞれ出力する。

なお、操作盤１５はプログラムコントローラ２
を操作するためのものである。

第２図のように、装着ユニツト２０は、装着ユ
ニツトベース２６上のＸ軸駆動部２１とＹ軸駆動
部２２とを有するXYテーブルに装着ヘツド３０
を配設したものである。また、装着ヘツド３０に
装着すべき電子部品を供給するために部品供給部
（パーツフイーダ、テープフイーダ、マガジン等）
２４が配置され、装着ユニツトベース２６に沿つ
て基板搬送部２７が配設されている。基板搬送部
２７によりプリント基板２５が順次移送されて来
て、所定の部品装着位置に位置決め、停止される
ようになつている。

前記装着ヘツド３０は、カメラ等の光学センサ
で部品及び基板位置の読み取り機能を持つもの
で、詳細は第３図に示される。この図において、
装着ヘツド３０はｉ軸４０とともに回転する部品
吸着・装着部３１と基板読み取り部３２とを有し
ている。

部品吸着・装着部３１は部品取り付け角度用の
θ軸３４を持ち、ｉ軸４０とともに間欠回転して
位置Ａで部品吸着、位置Ｃで装着を行う。

基板読み取り部３２は照明３７及びセンサヘツ
ド３８を持ち、ｉ軸４０とともに間欠回転して部
品吸着・装着部３１に先行して位置Ｃにて基板上
の装着位置を読み取る。

また、装着ヘツド３０は、位置Ｂに固定された
部品読み取り部３３を有している。この部品読み
取り部３３は照明３５及びセンサヘツド３６を持
ち、前記部品吸着・装着部３１が位置Ｂに来たと
き、部品のチヤツク状態を読み取るものである。

なお、ｉ軸４０はインデツクス用モータ３９で
間欠駆動されるようになつている。

次に、上記実施例の動作について説明する。

CAD装置１よりの電子部品装着についての情
報、例えば電子部品の装着位置をＸ座標とＹ座標
で、装着姿勢を回転角θでそれぞれ表した情報や
電子部品の形状寸法についての情報はプログラム
コントローラ２に送られ、プログラムコントロー
ラ２は、電子部品の種別や装着位置を考慮して、
装着順に電子部品の装着位置のＸ座標、Ｙ座標及
び回転角θの値等を発生して、順次装着ユニツト
２０に与える。

装着ユニツト２０は第４図の動作フローチヤー
トの順に各ステツプを実行して行く。すなわち、
装着ユニツト２０における装着ヘツド３０は、そ
の部品吸着・装着部３１にて前記プログラムコン
トローラ２で指定された電子部品を位置Ａにおい
て部品供給部２４からチヤツク（吸着、保持）す
る。

装着ヘツド３０のｉ軸４０は90゜回転し、これ
とともに部品吸着・装着部３１は位置Ｂに来る。
この位置Ｂでは部品読み取り部３３によつて部品
位置確認、すなわちチヤツク状態が検出される。

一方、基板搬送部２７により移送されて来たプ
リント基板２５は、所定の位置で停止、位置決め
される。この位置決めされたプリント基板２５に
対し、装着ヘツド３０側の基板読み取り部３２に
より電子部品の外形寸法に対応した空きスペース
が基板上にあるかどうかを確認する。

前記部品読み取り部３３及び基板読み取り部３
２の読み取り結果を受けて位置補正演算回路７は
必要に応じて装着位置補正計算を実施し、最終的
に補正されたＸ座標、Ｙ座標、回転角θの値とな
るように前記装着ヘツド３０の位置制御を実行す
る。これとともに、装着ヘツド３０のｉ軸４０は
90゜回転し、部品吸着・装着部３１は位置Ｃとな
り、ここで部品吸着・装着部３１は下降して基板
２５に対し電子部品を装着する。

その後、部品吸着・装着部３１は上昇し、ｉ軸
４０は−180゜回転して前記部品・装着部３１を位
置Ａに戻し、さらにＸ座標、Ｙ座標、回転角θの
値も、装着ヘツド３０が部品供給部２４よりの部
品供給を受けることが可能な位置に復帰する。ま
た、基板搬送がスタートし、次の基板が所定の停
止位置に移送される。

なお、位置Ａ、Ｂ、Ｃは90゜間隔の場合を例示
したが、任意の角度、たとえば45゜間隔等とする
ことができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の電子部品実装方
法によれば、CAD装置よりの電子部品装着につ
いての情報に基づき、装着ヘツドを、位置決めさ
れた基板の所定位置に移動させて電子部品を前記
基板に装着するようにしたので、次のような効果
を得ることができる。

(1) 従来のメツシユ方式をランダム方式とするこ
とができる。すなわち、装着位置の検出、制御
を従来のメツシユ交点に限定せず、装着位置を
任意の位置、装着姿勢（回転角θ）も任意の姿
勢とし、装着位置の検出、制御はCAD方式に
より面管理で行うことができる。すなわち、面
管理によりプリント基板の装着位置（Ｘ、Ｙ、
θ）に電子部品を装着ヘツドで搬送して装着す
る寸前に周辺の装着された部品の空き状況を確
認の上で装着するので部品同志の重なりや接触
が皆無で信頼性の高い装着が可能である。ま
た、部品の寸法が公差外であつても自前に外形
寸法と装着位置の空き状況を確認して装着する
のでトラブルの発生がない。

(2) 基板上の装着位置の空きスペースを、例えば
光学センサ（カメラ）等で予め検出確認してか
ら（画像処理してから）電子部品の装着を実行
するようにできる。従つて、装着ミスを自動的
に回避する無修正方式（誘導方式）とすること
ができ、装着ヘツドを基板上の空きスペースに
誘導することができる。

(3) 電子部品装着位置が他の電子部品や導体パタ
ーン等に対して最短距離となるように装着位置
を検出して装着することができる。

(4) 回路図に基づき、プリント基板面積、電子部
品種別、部品点数等の回路構成条件をインプツ
トすることによりCAD機能により自動的にプ
リント基板上の電子部品装着位置を設定し、そ
の装着図を点検、確認の後、装着指示に従つて
装着を開始することができる。この結果、超高
密度実装にも充分対応することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子部品実装方法の実施
例における制御系を示すブロツク図、第２図は装
着ユニツトを示す概略平面図、第３図は装着ヘツ
ドを示す概略平面図、第４図は動作フローチヤー
トである。 １……CAD装置、２……プログラムコントロ
ーラ、２０……装着ユニツト、２５……プリント
基板、３０……装着ヘツド、３１……部品吸着・
装着部、３２……基板読み取り部、３３……部品
読み取り部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プリント基板上の電子部品装着位置及び装着
   姿勢を設定したCAD装置から、電子部品の装着
   位置をＸ座標とＹ座標で、装着姿勢を回転角θで
   それぞれ表した情報及び電子部品の形状寸法につ
   いての情報を含む電子部品装着についての情報を
   プログラムコントローラに送り、該プログラムコ
   ントローラで装着順に電子部品装着位置のＸ座標
   とＹ座標及び装着姿勢の回転角θを含む情報を位
   置補正演算回路に出力し、装着ヘツドが備える第
   １の光学センサにより前記プリント基板の電子部
   品装着位置での当該電子部品の形状に対応した空
   きスペースが当該プリント基板に存在するか否か
   を検知するとともに、前記装着ヘツドが備える第
   ２の光学センサにより当該装着ヘツドにおける電
   子部品のチヤツク状態を検知し、前記第１及び第
   ２の光学センサによる検知結果を前記補正位置演
   算回路に出力し、前記補正位置演算回路は前記第
   １及び第２の光学センサによる検知結果を受けて
   必要な場合に前記プログラムコントローラからの
   電子部品装着位置のＸ座標とＹ座標及び装着姿勢
   の回転角θに修正を加えた後、前記補正位置演算
   回路の出力を用いて前記装着ヘツドのＸ座標とＹ
   座標の位置制御及び回転角θの制御を行ない、位
   置決めされた前記プリント基板に対して前記装着
   ヘツドで電子部品を装着することを特徴とする電
   子部品実装方法。