JPH0399498A

JPH0399498A - 部品装着方法及びその装置

Info

Publication number: JPH0399498A
Application number: JP1234661A
Authority: JP
Inventors: Yuko Watanabe; 優子渡辺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-09-12
Filing date: 1989-09-12
Publication date: 1991-04-24
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JP2645155B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、移送ヘッドにより基板等の装着対象体に部品
を装着する装置における作業時間の短縮化を図ることが
できる部品装着方法及びその装置に関する。

（従来の技術）近年、電子部品等の部品を基板に自動的に装着する装置
として、第１３図に示すものが供されている。この部品
装着装置１は、基板２（第１４図参照）を搬送路３上を
搬送する搬送装置、取付ベース４上にセットされた部品
種類別の多数の部品搬出部５、部品を吸着する吸着ノズ
ル６ａを備えた移送ヘッド６等を備え、マイクロコンピ
ュータからなる制御装置７により、予め設定されたプロ
グラムに従って装着作業を自動的に行うようになってい
る。即ち、まず、搬送装置により新たな基板２を搬送路
３の途中位置にあたる実装作業位置に搬入し停止する。

Ｘ−Ｙ移送装置８を駆動し移送ヘッド６により部品搬出
部５から所定の部品を取得しこれを基板２上まで移送し
て基板２の所定の部品装着点に装着する。移送ヘッド６
の部品搬出部５と基板２との間の往復を繰返して、１枚
の基板２に所定の全ての部品を装着する作業が終了する
と、その基板２を搬出して新たな基板２を搬入し、同様
の部品の装着作業を行う。

而して、前記部品搬出部５は例えばテープフィーダやス
ティックフィーダ等からなり、取付ベース４上に着脱可
能に設けられるようになっているが、上記の部品装着装
置１においては、装着時間の短縮化を図るべく、新たな
種類の基板２への装着作業を開始させる前に、作業者に
よる部品搬出部５の配置の組み替え作業が行なわれてい
る。これは、−枚の基板２に全ての部品を装着するまで
に移送へラド６がどれくらいの距離を移動するかを算出
し、この延べ移送距離が最短となるように部品搬出部５
を配置することにより、移送ヘッド６の移動に要する時
間を短くして装着作業時間を短縮化しようとするもので
ある。

一例をあげると、今、第１４図（ａ）に示すように、５
個の部品搬出部５（部品の種類によりＮｏ１〜Ｎｏ５と
区別する）が並んでいるとする。

新たな種類の基板２に装着されるそれら５種類の部品の
うち、装着個数の最も多いものから順にＮｏ　Ｉ　Ｔ　
Ｎ　ｏ　２　＋　Ｎ　ｏ　３　＊　Ｎ　ｏ　４　＋　Ｎ
　ｏ　５であるとすると、第１４図（ｂ）に示すように
、Ｎｏｌの部品搬出部５を基板２（実装作業位置）に最
も近い位置とし、次いで基板２に近い位置から遠い位置
に向けてＮｏ２．Ｎｏ３．Ｎｏ４．Ｎｏ５の順に配置さ
れるように各部品搬出部５の配置の組み替え作業が行な
われるのである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記のような部品搬出部５の配置の組み
替えにより装着時間の短縮化を図る場合、部品搬出部５
の取付ベースからの取外し、取付は作業にかなりの時間
を要し、しかも部品搬出部５の位置及び部品種類のデー
タを制御装置７に再登録しなければならずこのための時
間も必要となる。このため、移送ヘッド６の移動してい
る時間としては短縮できるものの、いわば前段階である
準備時間がかなり必要となり、総合的な作業時間の短縮
化としてはさほどの効果が得られなかった。特に、一種
類の基板２の生産ロット枚数が少ない場合には、むしろ
部品搬出部５の配置を組み替えたために総合的な作業時
間が長くなってしまういった事態を引起こす虞もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、装着時間の短縮化を図り得ると共にそのための準備時
間も短く済まし得て、総合的な作業時間の短縮化を図る
ことのできる部品装着方法及びその装置を提供するにあ
る。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の部品装着方法は、各部品搬出部から部品移送可
能領域における任意の仮設目標点までの離間距離と各部
品搬出部の部品搬出頻度とに基づいて移送ヘッドの延べ
移送距離を算出するところの算出処理を、異なる仮設目
標点に対して個別に実行し、その延べ移送距離が最短と
なる仮設目標点に基づいて装着対象体の位置を決定する
ようにしたところに特徴を有する。

また、本発明の部品装着装置は、装着対象体を部品移送
可能領域に位置させ、複数の部品搬出部の部品を移送ヘ
ッドにより移送して装着対象体の複数の部品装着点に装
着するものにおいて、各部品搬出部から部品移送可能領
域における任意の仮設目標点までの離間距離と各部品搬
出部の部品搬出頻度とに基づいて移送ヘッドの延べ移送
距離を算出する算出処理手段を設け、この算出処理を異
なる仮設目標点に対して個別に実行させてその延べ移送
距離が最短となる仮設目標点に基づいて装着対象体の位
置を決定する位置決定手段を設け、この位置決定手段に
よって決定された位置に装着対象体を移動制御する移動
制御手段を設けたところに特徴を有する。

（作用）本発明の部品装着方法によれば、装着対象体を部品移送
可能領域において移送ヘッドの延べ移送距離が最短とな
るように位置させることができるから、移送ヘッドの移
動に要する時間が短くなり、以て装着時間の短縮化を図
ることができる。

また、この場合、複数の部品搬出部の配置の組み替えで
なく、装着対象体の単なる位置変更で済むから、時間の
かかる部品搬出部の配置の組み替えの場合に比して装着
作業前の準備に要する時間も短く済ませることができる
。

また、本発明の部品装着装置によれば、装着対象体は移
動制御手段により、算出処理手段及び位置決定手段によ
って決定された移送ヘッドの延べ移送距離が最短となる
位置に移動される。この位置は、移送ヘッドの延べ移送
距離が最短となる位置だから、移送ヘッドの移動に要す
る時間が短くなり、以て装着時間の短縮化を図ることが
できる。

（実施例）以下本発明を基板に電子部品を自動的に装着する部品装
着装置に適用した第１実施例について、第１図乃至第８
図を参照して説明する。

まず、第３図に基づいて本実施例に係る部品装着装置１
１の概略について説明する。この部品装着装置１１は、
ベース１２上に次のような装置を備えて構成されている
。

即ち、１３は移動制御手段たる基板搬送機構であり、こ
れは、第５図にも示すように、図示左右方向に延びるフ
レーム１４に搬送用コンベア１５を設けると共に、スト
ッパ装置３０乃至３４を設けて構成されている。搬送用
コンベア１５は、コンベアモータ１５ａ（第４図参照）
により駆動されて、装着対象体たる基板１６を図示布か
ら左方向に搬送するようになっている。そして、ストッ
パ装置゛３０乃至３４は、詳しくは後述するが、搬送さ
れる基板１６を、後述する移送ヘッドの部品移送可能領
域内の所定位置に停止させるようになっている。

１７は前記搬送用コンベア１５近傍に設けられた部品搬
出部取付ベースであり、ここには、前記搬送用コンベア
１５に沿う方向に所定間隔に複数の取付部が設けられて
おり、これら各取付部に部品搬出部１９乃至２４が着脱
可能にセットされるようになっている。前記部品搬出部
１９乃至２４は、第６図に示すように、例えば周知のテ
ープフィーダからなり、多数個のいわゆるチップ形の電
子部品１８を収納してなり、その電子部品１８を１個づ
つ搬出点（第２図に夫々Ｐ、−Ｐ６で示す）に供給する
ようになっている。尚、部品搬出部１９乃至２４に収納
されている電子部品１８の種類を夫々Ｎｏｌ乃至Ｎｏ６
と称する。

２５は移送ヘッドであり、これは先端に上下動可能な吸
着ノズル２５ａを備え、前記搬送用コンベア１５及び部
品搬出部取付ベース１７の上方を周知のＸ−Ｙ移送装置
２６によって移動されるようになっている。この場合、
この移送ヘッド２５は、後述する制御装置により、ｘ−
Ｙ移送装置２６が有するメカ原点０と座標軸（第２図に
示すＸ軸、ｙ軸）とに基づいて（ｘ、ｙ）の座標で表さ
れる点から点へ移動されるようになっている。これによ
り、移送ヘッド２５は、前記部品搬出部１９乃至２４の
各搬出点Ｐ１乃至Ｐ６から１個の電子部品１８を吸着に
より取得し、これを搬送用コンベア１５上に存する基板
１６の上方に移送して基板１６の所定の部品装希点Ａｎ
に装着する作業を繰返し実行する。

以上のように構成された部品装着装置１１は、マイクロ
コンピュータからなる制御装置２７（第４図参照）によ
って制御されるようになっている。

即ち、コンベアモータ１５ａを駆動して基板１６を移送
可能領域内に搬入し、ストッパ装置３０乃至３４を駆動
制御して停止させ、上記のように移送ヘッド２５により
複数個の電子部品１８をその基板１６の部品装管点に順
次装管し、装着完了後その基板１６を搬出する。この後
は次の新たな基板１６について同様の制御を自動的に繰
返して実行するようになっている。また、この制御装置
２７は、後述するように、算出処理手段たる算出処理部
２８及び位置決定手段たる位置決定部２９（第４図参照
）を含んで構成されている。

ここで、前記ストッパ装置３０乃至３４について述べる
。搬送用コンベア１５により送られる基板１６を所定位
置に停止させるためのストッパ装置３０乃至３４は、Ｔ
４５図に示すように、搬送用コンベア１５の延びる方向
にこの場合５個が所定間隔（前記座標平面上でＸ軸方向
にｍの間隔）をもって設けられている。これらストッパ
装置３０乃至３４は、前記フレーム１４に設けられたエ
アシリンダ３０ａ乃至３４ａにより棒状のストッパ３０
ｂ乃至３４ｂを基板１６の搬送路上に出没させるように
構成されている。従って、ストッパ３０ｂ乃至３４ｂの
上方へのに突出状態では、搬送される基板１６がそのス
トッパ３０ｂ乃至３４ｂによって停止され、また、スト
ッパ３０ｂ乃至３４ｂの下方への後退状態では、基板１
６の搬送（搬出）が許容されるようになっている。そし
て、このストッパ装置３０乃至３４は、後述するように
、５つのうちどれかひとつが選択されて作動するように
なっており、以て、基板１６の停止位置即ち実装作業位
置としては５通りをとり得るようになっている。尚、こ
の場合、各実装作業位置を、位置に、乃至位置に、と称
することとする。また、図示はしないが、フレーム１４
には各ストッパ装置装置３０乃至３４による基板１６停
止後その基板１６の正確な位置決めを行うため、その基
板１６の位置決め用穴（図示せず）に嵌合する５個の位
置決めビンが配設されている。

さて、上記構成の部品装着装置１１において、新たな種
類の基板１６への部品装着作業を開始するにあたって、
次のようにして実装作業位置即ち基板１６を停止する位
置が決定される。

即ち、まず、基板１６が搬送用コンベア１５上を搬送さ
れ、例えば５個のストッパ装置のうち中央のストッパ装
置３２によって位置に、に停止される。この状態で、作
業者による基板１６の所定の部品装着点Ａ１乃至Ａｎの
教示作業が行なわれる。この部品装亡点Ａ１乃至Ａｎの
教示作業は、ビームインジケータ（図示せず）及び入力
操作部３５からなる入力装置３６の操作により行われる
。

この場合、座標の人力はビームインジケータにより行な
い、部品種類などのデータ入力は入力操作部３５から行
なう。これにより、制御装置２７のデータ部３７（第４
図参照）には、第７図（ａ）に示すように、位置に３に
おける各部品装着点Ａ１乃至Ａｎに関する座標及びその
点に装着すべき電子部品１８の７種類が入力されるよう
になる。

方、同じくデータ部３７には、第８図に示すように、前
回の部品装着作業において使用された部品搬出点データ
（部品搬出点Ｐｌ乃至Ｐ６の座標とその部品種類）がそ
のまま保存されている。

基板１６を停止する位置の決定は、制御装置２７内の算
出処理部２８及び位置決定部２９により、第１図のフロ
ーチャートに示す手順にて行われる。

尚、本実施例では、仮設目標点を前記各位置に１乃至に
、での基板１６の中心点に対応する点としている。

まず、ステップＳ１及びステップＳ２にて、データ部３
７からデータを取込んで、各部品搬出点Ｐｌ乃至Ｐ６に
おいて夫々から部品が搬出される個数即ち部品搬出頻度
ｐ、乃至ｐ６のカウントがなされ、これと共に、各部品
搬出点Ｐｌ乃至Ｐ６の座標の認識がなされる。

次に、ステップ８３〜Ｓ８において移送ヘッド２５の延
べ移送距離Ｓ＋（１＝１〜５）の算出が個別に行なわれ
るものであるが、まず、基板１６が実装作業位置に、に
あると仮定したときの該基板１６の中央位置を仮設目標
点Ｍ、として設定しくステップＳ６）、前記各部品搬出
点Ｐ１乃至Ｐ１．から仮設目標点Ｍ１までの離間距離ｄ
ｌ乃至ｄ６が夫々算出される（ステップＳ７）。そして
、その離間距離ｄｌ乃至ｄ６に、夫々部品搬出頻度ｐ１
乃至ｐ６を乗じた値の和が、実装作業位ｆｉｔＫにおけ
る延べ移送圧＃ｌＳＩとして求められる（ステップＳ８
）。以上の処理を、基板１６が実装作業位置に２乃至に
５にあると夫々仮定したときの仮設目標点に対して行な
い、延べ移送距離Ｓ、乃至Ｓ５として順次求め、これに
て算出処理部２８の作業は終了する（ステップＳ４で「
ＹｅｓＪ）。

この後、位置決定部２９にて、前記算出処理部２８で求
めた仮設目標点Ｍ、乃至Ｍ５における延べ移送距離Ｓ１
乃至Ｓ５の比較が行なわれてそれらのうち最小の延べ移
送距離が得られる仮設目標点から実装作業位置に、を得
、その位置に、が基板１６の停止される実装作業位置と
決定される（ステップ８９）。そして、その実装作業位
置Ｋに対応したストッパ装置が選択決定され（ステップ
５１０）、その実装作業位置に、に対応するように、後
述するようなデータ部３７の部品装着点データの修正が
なされる（ステップ５１１）。

このとき、例えば仮設目標点Ｍ、における延べ移送距離
Ｓ、が最小であったとすると、基板１６の実装作業位置
は位置に５に決定され、以て、それに対応したストッパ
装置３４がそのストッパ３４ｂを上方へ突出動作するよ
うに制御され、他のストッパ装ｒｉ１３０乃至３３は常
に下方への後退状態にある。また、データ部３７の部品
装着点データの修正は、第７図（ｂ）に示すように、実
装作業位置ひとつの間隔がｍであるからちとの部品装着
点データ（実装作業位置を位置に、と仮定したときの座
標）のＸ座標から２ｍだけ減算することによりなされる
。

以上のように基板１６の実装作業位置の決定がなされた
後、上述したような基板１６への電子部品１８の装着作
業が行なわれる。そして、全ての基板１６への部品装着
作業が終了し、再び新たな種類の基板１６に変更すると
きには、部品搬出部１９乃至２４をそのままとした状態
で、上述と同様にして新たな基板１６に対する実装作業
位置の決定が行なわれる。

このような本実施例によれば、基板１６は、とり得る５
つの実装作業位置のうち、移送ヘッド２５の延べ移送距
離が最短となると考えられる実装作業位置にて電子部品
１８の２’ｌｉ作業が行なわれる。従って、常に実装作
業位置が固定的に定められているものと比べて、移送ヘ
ッド２５の移動に要する時間を短くすることができ、以
て装着作業時間の短縮化を図ることができる。しかも、
部品搬出部１９乃至２４の配置の組み替えにより装着時
間の短縮化を図る場合と異なり、基板１６の実装作業位
置を変更させるものであるから、装着作業前の準備に要
する時間も短く済ませることができる。この結果、総合
的な作業時間の短縮化を図ることができるものである。

特に、一種類の基板１６に対する生産ロフト数が少ない
場合には、従来に比べて、総合的な作業時間の短縮化の
効果は顕著である。

第９図及び第１０図は本発明の第２実施例を示すもので
、上記第１実施例と異なる点は、算出処理部２８におけ
る移送ヘッド２５の延べ移送距離の算出方法にある。そ
の他の構成は第１実施例と同様であり、その説明を省略
する。

本実施例においては、仮設目標点を基板１６のうち、各
電子部品１８の部品種類毎の部品装着点の平均点ＢＩ　
ｉ　（ｉｍｌ〜６）に対応する６個の点としている。基
板１６を停止する位置の決定は、第９図のフローチャー
トに示す手順にて次のように行なわれる。

即ち、ステップＳ２１及びステップＳ２２にて、部品搬
出頻度ｐ、乃至ｐ６のカウント、各部品搬出点Ｐｌ乃至
Ｐ６の座標の認識がなされた後、ステップＳ２３〜８２
８において移送ヘッド２５の延べ移送距離ｓ、（１−１
〜５）の算出が行なわれるものであるが、まず、基板１
６が実装作業位置に、にあると仮定されて各部品種類毎
の平均点Ｂ１１の計算が行なわれる（ステップ５２６）
。

この計算は、例えばＮｏｌの部品を装着する点が第７図
に示すように点Ａ１〜Ａ４の４個あるとすると、Ｂ１１
の座標は（（ａｔ　＋ａ２＋ａ３　＋ａ４）／４．（ｂ
、＋ｔ）２＋ｂ３　＋ｂ４　）／４）となる。このよう
にしてＢ１１乃至８１６の座標の算出が行なわれた後、
各部品搬出点Ｐ、乃至Ｐ６から夫々仮設目標点Ｂ目乃至
ＢＩ６までの離間距離ｄｌ乃至ｄ６が算出される（ステ
ップ５２７）。そして、その離間距１ｌＩｌｄ１乃至ｄ
６に、夫々部品搬出頻度ｐ１乃至ｐ６を乗じた値の和が
、実装作業位置Ｋにおける延べ移送距離Ｓ、として求め
られる（ステップ５２８）。以上の作業を、基板１６が
実装作業位置に２乃至に、にあると夫々仮定したとき（
仮設目標点が各位置に応じて変更される）に対して行い
、延べ移送距離Ｓ２乃至Ｓ９として順次求め、これにて
算出処理部２８の作業は終了する（ステップＳ２４で「
ＹｅｓＪ）。以下は第１実施例と同様に、基板１６の停
止される実装作業位置が決定され（ステップ８２９．３
０）、その実装作業位置に対応するようにデータ部３７
の部品装着点データの修正がなされる（ステップ５３１
）。

二のような本実施例では、移送ヘッド２５の延べ移送距
離をより正確に算出することができるものであり、上記
第１実施例と同様に、移送ヘッド２５の延べ移送距離が
最短となる実装作業位置が得られ、ひいては、総合的な
作業時間の短縮化を図ることができる。

第１１図及び第１２図は、本発明の第３実施例を示すも
ので、本実施例も算出処理部２８における移送ヘッド２
５の延べ移送距離の算出方法が上記第１．第２実施例と
異なっており、その他の構成は第１実施例と同様となっ
ている。

本実施例では、基板１６における全ての部品装着点に対
応する仮設目標点を設定している。従って、各仮設目標
点に対する部品搬出頻度は全て「１」である。而して、
第１１図のフローチャートに示すように、ステップＳ４
５にて、基板１６の位置を実装作業位置に、に設定した
ときの、全ての装着点とそれに対応する部品搬出点ＰＬ
　（ｉ−１〜６）との間の離間距離の総和を求めること
により、延べ移送路ｍ　ｓ　＋は、実際の移送ヘッド２
５の移動距離として算出される。これを、各実装作業位
置に、（１−１〜５）に対して行うことにより、基板１
６の停止される実装作業位置が決定される（ステップＳ
４６，４７）。これにて、上記各実施例と同様、総合的
な作業時間の短縮化を図ることができるものであり、こ
の場合、移送ヘッド２５の実際の延べ移送距離にて実装
作業位置を決定するものであるから、確実に最適な実装
作業位置を決定することができる。

尚、上記各実施例では、５個のストッパ装置３０乃至３
４を設けそのうちいずれかを選択することにより実装作
業位置の変更を行うようにしたが、一つのストッパ装置
を搬送用コンベア１５に対して移動可能に設けてこれを
移動制御することにより基板１６の停止位置を変更する
ようにしても良い。また、移動制御手段としては、コン
ベア１５を主とした基板搬送機構１３ではなく、基板１
６をロボット等により把持して定められた位置に移動し
設置する構成のものであっても良い。

その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ
限定されるものではなく、例えば、部品搬出部としては
スティックフィーダ等であっても良く、また、装着対象
体としては基板に限らない等、要旨を逸脱しない範囲内
で適宜変更して実施し得るものである。

［発明の効果］以上の説明にて明らかなように、本発明の部品装着方法
によれば、装着時間の短縮化を図り得ると共にそのため
の準備時間も短く済まし得て、総合的な作業時間の短縮
化を図ることができるという優れた効果を奏する。特に
、一種類の装着対象体に対する生産ロフト数が少ない場
合には、その効果は絶大なものとなる。

また、本発明の部品装着装置によれば、上記方法を効果
的に具体化できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明の第１実施例を示すもので、
第１図は基板の実装作業位置決定のフローチャート、第
２図は作用説明用の概略的な上面図、第３図は部品装着
装置の全体の斜視図、第４図は電気的構成を示すブロッ
ク図、第５図は基板搬送路部分の概略的な拡大上面図、
第６図は部品搬出部の概略的な拡大側面図、第７図はデ
ータ部の部品装着点データを示す図、第８図はデータ部
の部品搬出点データを示す図である。また、第９図及び
第１０図は本発明の第２実施例を示す夫々第１図及び第
２図相当図であり、第１１図及び第１２図は本発明の第
３実施例を示す夫々第１図及び第２図相当図である。そ
して、第１３図及び第１４図は従来例を示す夫々第３図
及び第２図相当図である。図面中、１１は部品装着装置、１３は基板搬送機構（移
動制御手段）、１５は搬送用コンベア、１６は基板（装
着対象体）、１７は部品搬出部取付ベース、１８は電子
部品（部品）、１９乃至２４は部品搬出部、２５は移送
ヘッド、２６はＸ−Ｙ移送装置、２７は制御装置、２８
は算出処理部（算出処理手段）、２９は位置決定部（位
置決定手段）、３０乃至３４はストッパ装置、３６は入
力装置、３７はデータ部を示す。第図第図菟図第４図第図第図第９図第１゜図馬１図第２図第１３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

１．複数の部品が装着される装着対象体を移送ヘッドの
部品移送可能領域に位置させ、複数の部品搬出部の部品
を前記移送ヘッドにより移送して前記装着対象体の複数
の部品装着点に装着するようにした部品装着方法におい
て、前記各部品搬出部から前記部品移送可能領域におけ
る任意の仮設目標点までの離間距離と前記各部品搬出部
の部品搬出頻度とに基づいて前記移送ヘッドの延べ移送
距離を算出するところの算出処理を、異なる仮設目標点
に対して個別に実行し、その延べ移送距離が最短となる
仮設目標点に基づいて前記装着対象体の位置を決定する
ようにしたことを特徴とする部品装着方法。
２．複数の部品が装着される装着対象体を移送ヘッドの
部品移送可能領域に位置させ、複数の部品搬出部の部品
を前記移送ヘッドにより移送して前記装着対象体の複数
の部品装着点に装着するようにしたものにおいて、前記
各部品搬出部から前記部品移送可能領域における任意の
仮設目標点までの離間距離と前記各部品搬出部の部品搬
出頻度とに基づいて前記移送ヘッドの延べ移送距離を算
出する算出処理手段と、この算出処理を異なる仮設目標
点に対して個別に実行させてその延べ移送距離が最短と
なる仮設目標点に基づいて前記装着対象体の位置を決定
する位置決定手段と、この位置決定手段によって決定さ
れた位置に前記装着対象体を移動制御する移動制御手段
とを具備してなる部品装着装置。