WO1997010695A1 - Procede et appareil de montage de composants electroniques - Google Patents

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Koji Hirotani
Ryoji Inutsuka
Kunio Ohe
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • Patent application title ELECTRONIC COMPONENT MOUNTING METHOD AND ELECTRONIC COMPONENT MOUNTING APPARATUS
  • the present invention relates to a method and an apparatus for mounting an electronic component on a substrate.
  • FIG. 5 is a perspective view of a conventional electronic component mounting apparatus.
  • the electronic component mounting apparatus includes an XY table 7 on which a substrate is placed and moved in two axial directions (XY directions), a component supply table 6 on which electronic components are mounted and supplied to a rotary head drive unit, and an electronic component.
  • the XY table 7 moves the board to a predetermined mounting position, and the parts are supplied from the component supply table 6 to the rotary head drive unit 8.
  • the suction nozzle 5 supplies and mounts the electronic component to the substrate.
  • FIG. 4 is a perspective view of a rotary drive unit 8 in a conventional electronic component mounting apparatus, in which a rotary head 1 supplies electronic components by suction nozzles 5 provided around the rotary head 1 and a plurality of suction nozzles.
  • the rotary head drive motor 2 intermittently rotates the rotary head 1 via a mechanism (not shown) that converts continuous rotation of the motor 2 into intermittent rotation. .
  • the rotary head drive motor 2 rotates the rotary head 1 and moves the suction nozzle 5 up and down.
  • the cam 4 is rotated via the timing belt 3 to move the suction nozzle up and down.
  • FIG. 3 illustrates the operation of the rotary head.
  • a rotary head 1 having 16 suction nozzles 5 is used.
  • the rotary head 1 intermittently rotates in the direction of the arrow in the figure while stopping at the stations indicated by the ST 1 force and the ST 16 in the drawing. Then, the electronic component is sucked by the suction and mounting nozzle 5 at the seventh station (ST 7), and the electronic component is mounted at the 15th station (ST 15). In this way, the mounting, suction, and rotation of the mouth-tally head are performed alternately.
  • FIG. 2 shows a rotation speed curve of the rotary head drive motor.
  • the rotation speed VL (pulse / s) of the single-headed head drive motor 2 is constant between the mounting tasks T.
  • the rotational speed of the head drive motor to the mouth one tally pulse / s, acceleration can be defined as pulse / s 2.
  • the mouth trolley motor is provided with an encoder as an angle detector in the AC servo motor, and the pulse signal from this encoder is used to control the drive of the motor. 1 000 revolutions per evening, digital signal of lus is output). Therefore, the rotation speed VL can be defined by the number of motor drive encoder pulses per second, and the rotation amount and rotation speed of the motor can be determined by this.
  • the interval between the tacts is generally the time required to mount one component, and is the total time T of the rotation of the rotary head and the suction and mounting of the component as shown in FIG. Specifically, as shown in Fig. 3, it refers to the time when the suction nozzle 5 of the mouthpiece moves from the start of movement to the adjacent suction nozzle and starts moving to the next place. It is the time from the start of movement of the suction nozzle 5 to the start of movement of the suction nozzle 5 in ST 8.
  • the rotation speed VL is defined as a rotation speed at which the electronic components can be stably sucked and mounted when the rotary head 1 is stopped, and a rotation speed at which the suction posture does not change when the rotary head 1 rotates. And use the smaller number of times.
  • the present invention provides an electronic component mounting method and an electronic component mounting device capable of appropriately shortening a mounting tact according to a situation of a single head. It is intended for.
  • FIG. 1 is a diagram showing a driving speed of a portable head of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a driving speed of a conventional rotary head.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the rotary head.
  • FIG. 4 is a diagram showing a rotary drive unit of the electronic component mounting apparatus.
  • FIG. 5 is a diagram showing an electronic component mounting apparatus.
  • an electronic component mounting method and an electronic component mounting device convert a continuous rotation of a rotary head drive motor into an intermittent rotation of a rotary head provided with a plurality of suction nozzles. And the suction nozzle is moved up and down in conjunction with the rotation of the rotary head drive motor, and electronic components are mounted by the suction mounting nozzle while performing intermittent rotation so as to temporarily stop at a plurality of stations.
  • the rotation speed of the one-piece head drive motor that can stably suction and mount when the rotary head stops, and the one that does not change the suction posture when the rotary head rotates.
  • the rotation speed of the rotary head drive motor which can stably perform suction mounting and the suction attitude
  • the tact is reduced by rotating the rotary head drive motor at high speed during rotation of the rotary head, and when the latter is lower.
  • the basic configuration of the rotary head 1 in the present embodiment is the same as the conventional one already described, and as shown in FIG. 3, a rotary head having 16 suction nozzles 5 is provided. Evening head 1 rotates intermittently in the direction of the arrow in the figure while stopping at each station. Electronic components are picked up in the 7th station (ST7), and electronic components are mounted in the 15th station (ST15).
  • FIGS. 1A to 1D are diagrams showing the driving speed of the rotary head drive motor 2 in the present embodiment
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams showing the drive speed of the rotary head 1.
  • the rotation speed of the rotary head drive motor 2 that allows stable suction and mounting when stopped, the rotation speed of the rotary head drive motor 2 does not change the suction attitude when the rotary head 1 rotates.
  • FIGS. 1A to 1D are diagrams showing the driving speed of the rotary head drive motor 2 in the present embodiment
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams showing the drive speed of the rotary head 1.
  • the rotation speed of the rotary head drive motor 2 that allows stable suction and mounting when stopped, the rotation speed of the rotary head drive motor 2 does not change the suction attitude when the rotary head 1 rotates.
  • FIGS. 1A to 1D are diagrams showing the driving speed of the rotary head drive motor 2 in the present embodiment
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams showing the drive speed of the rotary head 1.
  • Fig. 1 (a) when the rotary head 1 is rotating, the single-headed head drive motor 2 is accelerated to a rotation speed VH (pulse / s) at an acceleration a (pulse / s 2 ) and a predetermined time ⁇ After g, decelerate to the rotation speed VL (pulse / s) at the same acceleration ⁇ (acceleration- ⁇ ).
  • the values of ⁇ and V ⁇ are set to values that do not cause a change in the suction attitude when the rotary head 1 rotates.
  • the rotary head drive motor 2 is accelerated with the acceleration ⁇ to the rotation speed VH (pulse / s) when the mouthpiece 1 is stopped, that is, when suction is mounted, and after a predetermined time, Similarly, the speed is reduced to the rotation speed VL with the acceleration ⁇ .
  • the value of ⁇ is set to a value that enables stable suction and mounting when the rotary head 1 rotates. If the maximum speed does not reach VH as shown in Fig. 1 (d), the vehicle immediately decelerates after acceleration (acceleration ⁇ ) (acceleration minus ⁇ ). When the rotary head 1 rotates, the rotation speed of the rotary head drive motor 2 is constant at VL.
  • the rotation speed of the rotary head drive motor which can stably perform suction and mounting when the rotary head is stopped, and the suction attitude change when the rotary head rotates.
  • the tact time is reduced by rotating the rotary head drive motor at high speed during rotation of the rotary head.
  • the tact time can be shortened by rotating the rotary head drive motor at high speed when the rotary head is stopped, that is, when suction is mounted, and mounting is performed under stable suction and mounting operation. This will reduce the number of contacts.
  • the area of the hatched portion represents the number of pulses of the encoder for detecting rotation, and this area does not change. From these figures, it is clear from the drawing that the mounting tact T can be shortened by using the above-mentioned speed curve of the rotary head drive motor 2 in this embodiment.
  • the rotation speed of the mouth-to-head head drive motor that can stably suck and mount when the mouth-to-head is stopped
  • the rotation speed of the rotary head drive motor is high when the rotary head rotates if the rotation speed of the rotary head drive motor is smaller than the rotation speed of the rotary head drive motor, in which the suction attitude does not change when the rotary head rotates.
  • the mounting tact can be shortened, and when the latter is smaller, it is possible to reduce the mounting tact by rotating the single-head head drive motor at high speed when the rotary head is stopped, that is, when sucking and mounting. As a result, the mounting cycle can be shortened under a stable suction mounting operation.

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Description

明細書
発明の名称 電子部品実装方法および電子部品実装装置
技術分野
本発明は、 電子部品を基板上に装着する電子部品実装方法およびその装置に関 する。
背景技術
以下、 図面を参照しながら従来の電子部品実装につ L、て説明する。
第 5図は従来の電子部品実装装置の斜視図である。 電子部品実装装置は、 基板 を配置し、 2軸方向 (XY方向) に移動する X Yテーブル 7と、電子部品を搭載 し、ロータリ一へッド駆動部に供給する部品供給テーブル 6と、電子部品の供給、 装着を行うロータリへッド駆動部 8とから基本的になり、 X Yテーブル 7の移動 により基板を所定の実装位置に移動し、 部品供給テーブル 6から部品をロータリ へッド駆動部 8の吸着ノズル 5に供給し、 吸着ノズル 5により電子部品の基板へ の供給、 装着を行う。
第 4図は従来の電子部品実装装置におけるロータリ駆動部 8の斜視図であり、 ロータリへッド 1はロータリへッド 1の周囲に複数個設けられた吸着ノズル 5に より電子部品の供給、 装着を行うものであり、 口一タリへッド駆動モータ 2は、 同モータ 2の連続回転を間欠回転に変換する機構(図示せず)を介して、 ロータ リへッド 1を間欠回転させる。更に、 ロータリへッド駆動モータ 2はロータリー ヘッド 1の回転と吸着ノズル 5の上下動をするものであり、 タイミングベルト 3 を介してカム 4を回転させることにより吸着ノズルを上下に動作させる。
第 3図は前記ロータリへッドの動作を説明するものであり、 例として 1 6本の 吸装着ノズル 5を備えたロータリへッド 1を用いている。
このロータリへッド 1は、 図面の S T 1力、ら S T 1 6で示す各ステーションで 停止しながら図中の矢印の向きに間欠回転を行う。そして、第 7ステーシヨン( S T 7 )で吸装着ノズル 5による電子部品の吸着を行い、 第 1 5ステーション (S T 1 5 )で電子部品の装着を行う。 このようにして、 電子部品の装着、 吸着と口 —タリ一へッドの回転が交互に行われて L、る。
第 2図は前記ロータリへッド駆動モータの回転速度曲線を示すものであり、 同 図に示すように、 口一タリヘッド駆動モータ 2の回転速度 V L(pulse/s)は装着タ ク 卜 T間で一定である。 ここで、 口一タリーへッ ド駆動モータの回転速度は pulse/s、 加速度は pulse/s 2と定義できる。 ここで、 口一タリーへッド駆動モー タは A Cサ一ボモータに角度検出器であるエンコーダを設け、 このエンコーダか らのパルス信号を用いて、 モータの駆動を制御している (今回はモー夕 1回転に つき、 1 0 0 0ノ、。ルスのデジタル信号が出力される)。 このために回転速度 V L は 1秒間のモータ駆動エンコーダパルス数により定義することができ、 これによ りモータの回転量、 回転数を決定できる。
また、錢タクト間とは、 一般的に 1つの部品を装着するのに要する時間であ り、 図 2に示すようにロータリーへッドの回転と部品の吸装着の合計時間 Tであ る。 具体的には図 3に示すように口一タリーへッドの吸着ノズル 5が移動開始か ら隣り合う吸着ノズルに移動し、次の場所に移動開始する時間のことを言い、例 えば S T 7の移動開始から S T 8に吸着ノズル 5力移動開始する時間のことであ る。
従来、 その回転速度 V Lは、 ロータリヘッド 1の停止時に電子部品の吸装着を 安定して行える回転速度と、 ロータリへッド 1の回転時に吸着姿勢の変化が起こ らない回 度とにお ヽて、 小さ ゝ方の回 度を用 tヽて tゝる。
しかしながら前記従来の技術では、 口一タリへッド 1の停止時に吸 を安定 して行えるロータリへッド モータ 2の回転速度と、 ロータリへッド 1の回転 時に吸着姿勢の変化が起こらないロータリへッド駆動モータ 2の回 度とにお ける小さい方の回 度のみに、 装着タクト Tが支配されていたという問題を有 していた。 このために従来は効率よく電子部品の実装ができなかった。
発明の開示
そこで、 本発明は、 前記従来の問題点に鑑み、 口一タリへッドの状況に応じて 装着タク卜を適宜短縮することができるようにした電子部品実装方法および電子 部品実装装置を することを目的とするものである。
図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の口一タリへッド の駆動速度を示す図である。 第 2図は、従来のロータリへッドの駆動速度を示す図である。
第 3図は、 ロータリヘッドの動作を説明する図である。
第 4図は、電子部品実装装置のロータリ駆動部を示す図である。
第 5図は、 電子部品実装装置を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
前記目的を達成するため、 本発明に係る電子部品実装方法および電子部品実装 装置は、 ロータリへッド駆動モータの連続回転を複数の吸装着ノズルが設けられ たロータリへッドの間欠回転に変換させ、 かつ前記ロータリへッド駆動モータの 回転と連動して吸 ¾ ^ノズルを上下動させ、複数のステーションにて一時停止す るように間欠回転を行いながら吸装着ノズルによって電子部品を装着する電子部 品実装において、 ロータリへッドの停止時に吸装着を安定して行える口一タリへ ッド駆動モータの回転速度と、 ロータリへッドの回転時に吸着姿勢に変化が起こ らない口一タリへッド駆動モータの回転速度とで、 前者の方が小さいときはロー タリへッドの回転時にロータリへッド駆動モータを高速回転させ、 後者の方が小 さいときは口一タリへッドの吸装着時にロータリへッド駆動モータを高速回転さ せるようにしたことを特徴とする。
本発明の方法および装置によれば、 ロータリへッドの停止時に吸装着を安定し て行えるロータリへッド駆動モータの回転速度とロータリへッドの回転時に吸着 姿勢に変化が起こらないロータリへッド駆動モータの回転速度のうち、 前者の方 力、'小さいときはロータリへッドの回転時にロータリへッド駆動モータを高速回転 させることによって ^タクトを短縮し、 後者の方が小さいときはロータリへッ ドの停止時すなわち吸 時にロータリへッド駆動モータを高速回転させること によって^^タクトを することが可能となる。
(第 1の実施の形態)
以下、本発明の一実施例にっ 、て図面を参照しながら説明する。なお、第 1図、 第 3図に基づ tヽて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳ししヽ説明 は省略する。
本実施例におけるロータリへッド 1の基本的な構成は、既に説明した従来のも のと同様であって、 第 3図に示すように、 1 6本の吸装着ノズル 5を備えたロー 夕リへッド 1は各ステーションで停止しながら図中の矢印の向きに間欠回転を行 う。 電子部品の吸着は第 7ステ一シヨン ( S T 7 ) で行われ、 電子部品の装着は 第 1 5ステ一シヨン ( S T 1 5 ) で行われる
第 1図 (a )〜(d ) は本実施例におけるロータリへッド駆動モータ 2の駆動 速度を示す図であって、 第 1図 (a )、 (b ) は、 ロータリへッド 1の停止時に 吸装着を安定して行える口一タリへッド駆動モ一夕 2の回転速度が、 ロータリへ ッド 1の回転時に吸着姿勢に変化が起こらないロータリへッド駆動モータ 2の回 度より小さい場合を示し、 第 1図 (c )、 (d ) は、 ロータリへッド 1の停 止時に吸装着を安定して行える口一タリへッド駆動モータ 2の回転速度が、 口一 タリヘッド 1の回転時に吸着姿勢に変化が起こらないロータリへッド駆動モータ 2の回転速度より大き 、場合を示している。
第 1図 (a ) では、 ロータリへッド 1の回転時に口一タリへッド駆動モータ 2 を加速度 a (pulse/s2)で回転速度 V H (pulse/s) まで加速し、 所定時間^ g後、 同じく加速度 αで回転速度 V L (pulse/s)まで減速(加速度— α )する。前記 α , V Ηの値はロータリへッド 1の回転時に吸着姿勢に変化が起こらない値に^さ れる。
また、第 1図(b )のように最高速度が V Hに達しない場合は、加速後(加速度 ) に直ちに減速 (加速度— α )する。 第 1図 (a )、 (b ) の両方共に、 口一 タリへッド 1の停止時すなわち吸装着時は、 ロータリへッド駆動モータ 2の回転 速度が V Lで一定である。
第 1図 (c ) では、 口一タリへッド 1の停止時すなわち吸装着時にロータリへ ッド駆動モータ 2を加速度 αで回転速度 V H (pulse/s) まで加速し、所定時間経 過後、同じく加速度 αで回転速度 V Lまで減速する。前記ひ, V Ηの値はロータ リヘッド 1の回転時に吸装着を安定して行える値に設定される。 また、 第 1図 ( d )のように最高速度が V Hに達しない場合は、加速後(加速度 α )に直ちに 減速 (加速度一 α )する。 ロータリへッド 1の回転時はロータリへッド駆動モー タ 2の回転速度は V Lで一定である。
このように、 ロータリへッドの停止時に吸装着を安定して行えるロータリへッ 卜'駆動モータの回転速度と、 ロータリへッドの回転時に吸着姿勢に変化が起こら ない口一タリへッド駆動モータの回転速度のうち、 前者の方力小さいときはロー タリへッドの回転時にロータリへッド駆動モータを高速回転させることにより装 着タクトを短縮し、 後者の方が小さいときはロータリへッドの停止時すなわち吸 装着時にロータリへッド駆動モータを高速回転させることにより装着タクトを短 縮することが可能となり、 安定した吸装着動作のもとで装着タク卜の短縮が行え ることになる。
次に、第 1図(a) 〜 (d)のそれぞれにおける装着タクト Tの計算式を示す。 なお、 口一タリへッド 1の停止時すなわち吸装着時に要するエンコーダのパノレス 数を 1 1、 ロータリへッド 1の回転時に要するエンコーダのパノレス数を 1 2で表 す。
第 1図 (a) の場合の装着タク卜 Tは (式 1 ) のように表される。
T-(v H- V L)2/(a · v H) + 1 1/v H+ 1 2/v L ······ (式 1 ) 第 1図 (b) の場合の装着タクト Tは (式 2) のように表される。
T= t + 1 2Zv L…… (式 2)
ここで tは、
1/2 · a · t 2+ v L- t - 1 1/2 = 0
の解である。
第 1図 (c) の場合の装着タクト Tは (式 3) のように表される。
T=(v Η - V L)2Z(a · v H) + 1 2/v H - 1 l/v L…… (式 3) 第 1図 (d)の場合の装着タクト Tは (式 4)のように表される。
T= t + 1 l/v L…… (式 4)
ここで tは、
1/2 - a - t 2+ v L- t - 1 2/2 = 0
の解である。
このように第 1図および第 2図において、 斜線部の面積は、 回転を検出するた めのエンコーダのパルス数を表しており、 この面積は変わらない。 した力つて、 図を見れば、 本実施例における上述したロータリへッド駆動モータ 2の速度曲線 を用いることによって、装着タクト Tが短縮されることは明らかである。
産業上の利用の可能性 以上のように本発明の電子部品実装方法および電子部品実装装置によれば、 口 —タリへッドの停止時に吸装着を安定して行える口一タリへッド駆動モータの回 転速度と、 ロータリへッドの回転時に吸着姿勢に変化が起こらない口一タリへッ ド駆動モータの回転速度のうち、 前者の方が小さいときはロータリへッドの回転 時にロータリへッド駆動モータを高速回転させることにより装着タクトを短縮し 、 後者の方が小さいときはロータリへッドの停止時すなわち吸装着時に口一タリ へッド駆動モータを高速回転させることにより装着タクトを短縮することが可能 となり、 安定した吸装着動作のもとで装着タク卜の短縮が行えることになる。

Claims

請求の範囲
1 . ロータリへッド駆動モータの連続回転を複数の吸装着ノズルが設けられた口 一タリへッドの間欠回転に変換させ、 かつ前記ロータリへッド駆動モータの回転 と連動して吸装着ノズルを上下動させ、 複数のステーションにて一時停止するよ うに間欠回転を行 tヽながら吸装着ノズルによって電子部品を装着する電子部品実 装方法において、 ロータリへッドの停止時に吸装着を安定して行えるロータリへ ッド駆動モータの回転速度と、 ロータリへッドの回転時に吸着姿勢に変化が起こ らない口一タリへッド駆動モータの回転速度とで、 前者の方が小さいときはロー タリへッドの回転時にロータリへッド駆動モータを高速回転させ、 後者の方が小 さいときはロータリへッドの吸装着時にロータリへッド駆動モータを高速回転さ せることを特徴とした電子部品実装方法。
2. 複数の吸装着ノズルを備えたロータリへッドが、 ロータリへッド駆動モー夕 の連続回転を口一タリへッドの間欠回転に変換する手段と前記ロータリへッド駆 動モータの回転と連動して吸装着ノズルが上下動する手段とを備え、複数のステ ーションで一時停止するように間欠回転を行いながら電子部品を装着する電子部 品実装装置において、 ロータリへッドの回転時と口一タリへッドの吸装着時とで は、 口一タリへッド駆動モータを異なった速度で回転させる手段を備えたことを 特徴とする電子部品実装装置。
3. ロータリへッドの回転時とロータリへッドの吸装着時とでロータリへッド駆 動モータを異なった速度で回転させる手段が、 ロータリヘッドの停止時に吸装着 を安定して行えるロータリへッド «Iモータの回転速度と、 ロータリヘッドの回 転時に吸着姿勢に変化が起こらないロータリへッド駆動モータの回転速度とで、 前者の方が小さいときはロータリへッドの回転時に口一タリへッド駆動モータを 高速回転させ、 後者の方が小さいときはロータリへッドの吸装着時にロータリへ ッド駆動モータを高速回転させるように構成したことを特徴とする請求項 2記載 の電子部品実装装置。
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