JPH06244593A - 部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品配置ステ−ジに複数個の部品供給装置を
並べるものにおいて、部品供給装置の配置を最適化す
る。 【構成】 部品供給装置２０、２１を複数個、部品配置
ステ−ジ１４、１５、１６、１７、１８、１９の上に並
べ、これらの部品供給装置から装着ヘッド３８で部品を
ピックアップし、基板１等に装着する。各部品供給装置
に、その保持する部品の属性、そこから取り出される部
品の数、その部品の装着位置をパラメ−タとして優先順
位をつけ、優先順位最上位の部品供給装置にとって最も
好適する場所を部品配置ステ−ジ上に割り当て、次位の
部品供給装置には残された場所の中で最も好適する場所
を割り当て、以下同様手順を繰り返して部品供給装置の
配置を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多種類の部品を基板等
に装着する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多種類の部品を基板に装着する際、基板
種の製造オ−ダ情報と各基板の部品実装情報とに基づ
き、いずれの部品チャネルにいずれの部品を収納するの
かという部品チャネル設定デ−タを作成し、段取り替え
数を最小にする手法が、特開平３−２５３９０９号公報
に紹介されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平３−２５３９０
９号公報記載の発明は、部品を所定シ−ケンスに従って
順次送り出し、それを１個所でピックアップして装着す
る装置に適用される。本発明は、部品が順番に送り出さ
れるのでなく、必要な部品を保持した部品供給装置のと
ころへ装着ヘッドの方が移動して部品をピックアップす
るタイプの部品装着装置において、部品供給装置の配置
を最適化する手法を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、部品を保持
した部品供給装置を複数個、部品供給ステ−ジの上に並
べ、これらの部品供給装置から装着ヘッドで部品をピッ
クアップし、基板等に装着するものにおいて、部品供給
装置に、その保持する部品の属性、そこから取り出され
る部品の数、その部品の装着位置をパラメ−タとして優
先順位をつけ、優先順位最上位の部品供給装置にとって
最も好適する場所を部品配置ステ−ジ上に割り当て、次
位の部品供給装置には残された場所の中で最も好適する
場所を割り当て、以下同様手順を繰り返して部品供給装
置の配置を決定することとした。

【０００５】

【作用】部品供給装置を、部品の属性、取り出される部
品の数、その部品の装着位置といったパラメ−タに基づ
き定めた優先順位に従って配置するので、部品供給装置
の落ち着き先が無理なく順序良く定まる。

【０００６】

【実施例】図に基づき一実施例を説明する。図１に示す
部品装着装置１０は、電子回路基板に電子部品を装着す
る作業を行うものであって、ベ−ス１１を有し、その上
面のテ−ブル部１２に様々な構成要素を配置している。
すなわち１３はテ−ブル部１２の中央を通るコンベア、
１４、１５、１６はコンベア１３の片側に配置された第
１、第２、第３部品配置ステ−ジ、１７、１８、１９は
コンベア１３の反対側に配置された第４、第５、第６部
品配置ステ−ジである。コンベア１３は、基板１の送り
込み及び送り出しと、作業位置における基板１の位置決
めの役割を担う。

【０００７】第１、第２、第３部品配置ステ−ジ１４、
１５、１６には、各々部品供給装置２０が複数個づつ、
コンベア１３の送り方向に横１列に並んだ状態で配置さ
れている。部品供給装置２０は傾斜したスティック状マ
ガジンから部品を送り出すものであるが、この種供給装
置は文献例も多く（例：米国特許第４，７３１，９２３
号）、周知のものであるから詳細な説明は省略する。第
４、第５、第６部品配置ステ−ジ１７、１８、１９も、
各々複数個づつの部品供給装置２１を、コンベア１３の
送り方向に横１列に並べて配置している。部品供給装置
２０は、部品を一定ピッチで収納した部品テ−プをもっ
て部品供給を行うタイプのものであり、これまた文献例
も多く（例：米国特許第４，７３５，３４１号）、周知
であるから詳細な説明を省略する。

【０００８】テ−ブル部１２の両端には、水平、且つコ
ンベア１３と直角に延びる支持梁２２、２３を、テ−ブ
ル面から所定高さ持ち上げて設置する。支持梁２２、２
３は互いに平行であり、それぞれの上面にレ−ル２４が
固定されている。レ−ル２４にはスライダ２５を配設
し、支持梁２２側のスライダと支持梁２３側のスライダ
をペアにして、これらにビ−ム２６の各端部を固定す
る。これによりビ−ム２６は、ビ−ム自身の長さ方向と
直角の方向に移動可能となった。ビ−ム２６の移動は、
１対の送りねじにより行う。送りねじの配置であるが、
支持梁２２、２３の両端に立ち上がり壁２７、２８、２
９、３０を設け、立ち上がり壁２７と２８により送りね
じ３１を、立ち上がり壁２９と３０により送りねじ３２
を、それぞれ支持する。立ち上がり壁２８と３０の外面
には送りねじ３１、３２を回転させるパルスモ−タ３
３、３４を固定する。送りねじ３１、３２はいずれもボ
−ルねじであり、ビ−ム２６の両端下面に固定した図示
しないボ−ルナットに連結する。パルスモ−タ３３、３
４を回転させればビ−ム２６が移動する。その移動の方
向はビ−ムの長さ方向あるいはコンベア１３の基板送り
方向と直角であり、この場合これをＹ方向とする。

【０００９】ビ−ム２６の下面にはスライダ３５を取り
付ける。スライダ３５を移動させるのは送りねじ（ボ−
ルねじ）３６である。送りねじ３６はビ−ム２６下面に
取り付けられたパルスモ−タ３７によって回転を与えら
れる。送りねじ３６が回転するとスライダ３５はビ−ム
２６の長さ方向に移動する。これがＸ方向となる。

【００１０】スライダ３５は装着ヘッド３８を支持す
る。装着ヘッド３８は交換可能な吸着ノズル３９を保持
し、内蔵したエアシリンダ（図示せず）によりこれに高
さ変位（Ｚ方向変位）を与え、同じく内蔵したパルスモ
−タ（図示せず）によりＺ方向まわりの角度変位（θ変
位）を与える。

【００１１】４０、４１は第４、第５、第６部品配置ス
テ−ジ１７、１８、１９とコンベア１３の間に配置され
たノズルストッカである。ノズルストッカ４０は小型ノ
ズルのカテゴリ−に属する吸着ノズル（これを３９ａと
する）をストックし、ノズルストッカ４１は大型ノズル
のカテゴリ−に属する吸着ノズル（これを３９ｂとす
る）をストックする。

【００１２】４２は部品配置ステ−ジ１４の横に配置さ
れた、固定の部品認識用カメラである。これは部品の位
置ずれ量を測定する視覚認識装置の一環を構成する。４
３はベ−ス１１の内部に配置した制御部である。

【００１３】部品装着装置１０の動きは次のようにな
る。まずコンベア１３が一方の側から基板１を運び込
み、所定位置に位置決めする。この基板１の、部品を装
着されるべき個所には既に接着剤が塗布されている。こ
こでパルスモ−タ３３、３４のペアが動作し、ビ−ム２
６にＹ方向の動きを与える。パルスモ−タ３７が動作す
れば、装着ヘッド３８にはＸ方向の動きも与えられるこ
とになる。こうして装着ヘッド３８にＸＹ方向の動きを
与え、真空吸着ノズル３９を所定の部品供給装置の上に
位置させる。装着ヘッド３８は部品供給装置に向け真空
吸着ノズル３９を降下させ、部品をピックアップし、そ
の後基板１の上に移動して部品を装着する。通常の部品
は、装着ヘッド３８に装着したミラ−装置と部品認識用
カメラ（図示せず）によって撮像し、位置ずれ量を計測
し、その計測結果に基づきＸＹ方向の移動量、またθ角
度に補正を加えた上で基板１に装着する。ＱＦＰ等、装
着ヘッド３８側のカメラの視野には収まりきらない大型
部品については、ピックアップ後、部品認識用カメラ４
２の上に装着ヘッド３８を位置させ、部品の位置ずれ量
を計測する。その計測結果に基づきＸＹ方向の移動量、
またθ角度に補正を加えた上で部品を基板１に装着す
る。

【００１４】次に、部品供給装置２０、２１の配置を決
定する手法について説明する。基本的なフロ−は図３に
示す通りであって、以下のａ〜ｄのステップを遂行する
ことになる。

【００１５】ａ．部品供給カセットに、その保持する部
品の属性、そこから取り出される部品の数、その部品の
装着位置をパラメ−タとして優先順位をつける ｂ．優先順位最上位の部品供給装置に、部品配置ステ−
ジの中でその部品供給装置にとって最も好適する場所を
割り当てる ｃ．優先順位次位の部品供給装置に、残された場所の中
でその部品供給装置にとって最も好適する場所を割り当
てる ｄ．ｃのステップを、全ての部品供給装置の配置場所が
決定するまで繰り返す

【００１６】実施例の構成では、そのステップは次のよ
うに具体化される。

【００１７】ａ．部品供給装置の内、部品認識用カメラ
４２で処理する部品を保持したものを第１優先グル−
プ、それ以外のものを第２優先グル−プとする。

【００１８】ｂ．第１優先グル−プの部品供給装置に、
そこから取り出される部品の数をパラメ−タとして優先
順位をつける ｃ．第１優先グル−プ中の優先順位最上位の部品供給装
置に、部品配置ステ−ジの中でその部品供給装置に最も
好適する場所を割り当てる ｄ．第１優先グル−プ中の優先順位次位の部品供給装置
に、残された場所の中でその部品供給装置にとって最も
好適する場所を割り当てる ｅ．ｄのステップを、第１優先グル−プの全ての部品供
給装置の配置場所が決定するまで繰り返す ｆ．第２優先グル−プの部品供給装置に、そこから取り
出される部品の数と、その部品の装着位置をパラメ−タ
として優先順位をつける ｇ．第２優先グル−プ中の優先順位最上位の部品供給装
置に、第１優先グル−プに割り当てた残りの場所の中で
その部品供給装置に最も好適する場所を割り当てる ｈ．第２優先グル−プ中の優先順位次位の部品供給装置
に、残された場所の中でその部品供給装置にとって最も
好適する場所を割り当てる ｉ．ｈのステップを、第２優先グル−プの全ての部品供
給装置の配置場所が決定するまで繰り返す

【００１９】上記ステップにおける優先順位決定の根拠
と手法は次の通りである。

【００２０】まず、部品認識用カメラ４２で処理する部
品を保持した部品供給装置を第１優先グル−プとした理
由について。この部品は、部品供給装置から取り上げら
れた後、一旦部品認識用カメラ４２の上に運ばれ、そこ
から基板上の目的地に移動する。すなわち迂回経路をた
どる。しかも認識を必要とする部品は一般的に大型であ
って、移動速度が制限されるので、この距離はなんとし
ても短くしなければならない。そのため、これらの部品
を保持した部品供給装置に第１優先を与え、部品認識用
カメラ４２の近くに置く。また、取り出される部品の数
が多ければ、それだけ迂回によって消費する時間が増え
る訳であるから、取り出される部品数の多さをグル−プ
内の優先順位パラメ−タとする。すなわち取り出される
部品数の最も多い部品装着装置を部品認識用カメラ４２
に最も近い位置に置く。第１優先グル−プに対しては、
その部品をどこに装着するかという点はパラメ−タから
外す。

【００２１】第１優先グル−プに対する場所の好適度順
位は次の通りである。

【００２２】第１部品配置ステ−ジ１４（配置場所：
１０１→１２０） 第２部品配置ステ−ジ１５（配置場所：２０１→２２
０） 第３部品配置ステ−ジ１６（配置場所：３０１→３２
０） 第４部品配置ステ−ジ１７（配置場所：４０１→４２
０） 第５部品配置ステ−ジ１８（配置場所：５０１→５２
０） 第６部品配置ステ−ジ１９（配置場所：６０１→６２
０） 配置場所１２０は、第１部品配置ステ−ジ１４における
第２０番目の配置場所であることを示す。

【００２３】優先順位最上位の部品供給装置には第１部
品配置ステ−ジ１４の配置場所１０１を割り当てる。つ
まりその部品供給装置には配置場所１０１が最も好適す
るものと定める。優先順位次位の部品供給装置には配置
場所１０２を、その部品供給装置に最も好適するものと
して割り当てる。以下、部品供給装置の優先順位と場所
の好適度順位を一致させつつ場所を割り当てて行き、第
１優先グル−プの配置場所を全て決定する。同じ考え
を、第２優先グル−プの配置場所決定ににも適用する。

【００２４】第１優先グル−プへの割り当てが完了した
後、残りの場所を第２優先グル−プに割り当てる。第２
優先グル−プのグル−プ内優先順位は次のように定め
る。まず、個々の部品供給装置から取り出される部品
の、基板１における装着位置を調べる。単一の部品供給
装置から複数の部品が取り出される場合には、装着位置
の分布の重心を求め、それを装着位置とする。図２にお
いて、基板１の図形中の×印が装着位置を示す。さて、
図２中の線Ｍは、第１、第２、第３部品配置ステ−ジ１
４、１５、１６の部品取り出し位置と、第４、第５、第
６部品配置ステ−ジ１７、１８、１９の部品取り出し位
置の中線である。基板１の偏位のため、線Ｍは基板１を
小面積の領域１ａと大面積の領域１ｂに分けている。

【００２５】第２優先グル−プの部品供給装置の内、そ
の部品の装着位置が領域ａにあるものは第２優先グル−
プＡ、領域ｂにあるものは第２優先グル−プＢとし、Ａ
の方により高い優先度を与える。これは次の配慮によ
る。すなわち、Ａには第４、第５、第６部品配置ステ−
ジ１７、１８、１９が配置場所として好適し、Ｂには第
１、第２、第３部品配置ステ−ジ１４、１５、１６が配
置場所として好適する。ところでＡとＢとでは、領域１
ａと１ｂの面積差から、Ｂの仲間に入る部品供給装置の
方が多いと思われる。もしＢの方に高い優先度を与える
と、第１、第２、第３部品配置ステ−ジ１４、１５、１
６を埋め尽くした後、第４、第５、第６部品配置ステ−
ジ１７、１８、１９の中の、Ａにとっての特等席まで侵
食しかねない。反対にＡの方から決めていけば、数の少
ないＡは第４、第５、第６部品配置ステージ１７、１
８、１９を使いきらない内に配置を完了し、第１、第
２、第３部品配置ステ−ジ１４、１５、１６の中の、Ｂ
にとっての特等席は手付かずで残る。少なくともその確
率が高い。そこで、Ａから先に決める。

【００２６】第２優先グループＡ、第２優先グル−プＢ
それぞれにおいて、個々の部品供給装置の優先順位を決
めるには、次の式によって求めた評価値を用いる。

【００２７】 第２優先グル−プＡの場合： （２Ｙ−Ｌ）×Ｎ 第２優先グル−プＢの場合： （Ｌ−２Ｙ）×Ｎ 符号の意味は次の通り。

【００２８】Ｌ：第１、第２、第３部品配置ステ−ジ１
４、１５、１６における部品取り出し位置と、第４、第
５、第６部品配置ステ−ジ１７、１８、１９における部
品取り出し位置とのＹ方向距離 Ｙ：第１、第２、第３部品配置ステ−ジ１４、１５、１
６における部品取り出し位置から計測した、部品装着位
置のＹ方向距離 Ｎ：その部品供給装置から取り出す部品の数

【００２９】上記式の内、第２優先グル−プＡに適用さ
れるものにおける（２Ｙ−Ｌ）の意味は次の通り。これ
は、Ｙ−（Ｌ−Ｙ）を整理したものであって、第１、第
２、第３部品配置ステ−ジ１４、１５、１６からの距離
と、第４、第５、第６部品配置ステ−ジ１７、１８、１
９からの距離の差を表す。値が大きい程第４、第５、第
６部品配置ステ−ジ１７、１８、１９の方に近いことに
なる。同じ式を第２優先グル−プＢに適用すると、Ｙ＜
Ｌ−Ｙであることから結果が負数になるので、（Ｌ−
Ｙ）−Ｙで差を求め、上記式の（Ｌ−２Ｙ）となった。
結論として上記式は、取り出し部品数が多く、その部品
が部品配置ステ−ジに近い場所に装着される部品供給装
置に高い優先度を与えることになる。

【００３０】第２優先グル−プＡに対する場所の好適度
順位は次の通りである。

【００３１】第４部品配置ステ−ジ１７（配置場所：
４２０→４０１） 第５部品配置ステ−ジ１８（配置場所：５０１→５２
０） 第６部品配置ステ−ジ１９（配置場所：６０１→６２
０） 第１部品配置ステ−ジ１４（配置場所：１２０→１０
１） 第２部品配置ステ−ジ１５（配置場所：２０１→２２
０） 第３部品配置ステ−ジ１６（配置場所：３０１→３２
０）

【００３２】第２優先グル−プＢに対する場所の好適度
順位は次の通りである。

【００３３】第１部品配置ステ−ジ１４（配置場所：
１２０→１０１） 第２部品配置ステ−ジ１５（配置場所：２０１→２２
０） 第３部品配置ステ−ジ１６（配置場所：３０１→３２
０） 第４部品配置ステ−ジ１７（配置場所：４２０→４０
１） 第５部品配置ステ−ジ１８（配置場所：５０１→５２
０） 第６部品配置ステ−ジ１９（配置場所：６０１→６２
０）

【００３４】

【発明の効果】本発明では、部品供給装置の配置場所を
決定するのに、部品の属性、取り出される部品の数、そ
の部品の装着位置といったパラメ−タを用いたので、合
理的な決定根拠を提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】部品装着装置の斜視図である。

【図２】構成要素の配置を示す上面図である。

【図３】部品供給装置の配置場所決定過程を示すフロ−
チャ−トである。

【図４】部品供給装置の配置場所決定過程を示すフロ−
チャ−トにして、実施例の構成に即し具体化したもので
ある。

【符号の説明】

１ 基板 １０ 部品装着装置 ３８ 装着ヘッド １４ 第１部品配置ステ−ジ １５ 第２部品配置ステ−ジ １６ 第３部品配置ステ−ジ １７ 第４部品配置ステ−ジ １８ 第５部品配置ステ−ジ １９ 第６部品配置ステ−ジ ２０ 部品供給装置 ２１ 部品供給装置 ４２ 部品認識用カメラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品を装着すべき基板等の近傍に部品配
   置ステ−ジを設け、この部品配置ステ−ジに並べた複数
   個の部品供給装置から装着ヘッドで部品をピックアップ
   し、基板等に装着するものにおいて、部品供給装置に、
   その保持する部品の属性、そこから取り出される部品の
   数、その部品の装着位置をパラメ−タとして優先順位を
   つけ、優先順位最上位の部品供給装置にとって最も好適
   する場所を部品配置ステ−ジ上に選定し、次位の部品供
   給装置には残された場所の中で最も好適する場所を選定
   し、以下同様手順を繰り返して部品供給装置の配置を決
   定することを特徴とする部品装着装置。
2. 【請求項２】 部品配置ステ−ジの近傍に固定の部品認
   識用カメラを置き、この部品認識用カメラで処理される
   ことを、第１優先グル−プとして遇されるべき部品の属
   性としたことを特徴とする請求項１記載の部品装着装
   置。