JP2005294489A - 部品搭載装置、及びそのプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、生産時間を更に短縮する部品搭載装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明の部品搭載装置(10)は、少なくとも二つの独立して動作する作業塔(19−1、19−2)を有し、上記各作業塔で取得した電子部品を撮像装置(24−1、24−2)で移動中認識または停止認識させることのできるものとし、上記第一の作業塔(19−1)の上記移動中認識における到達位置(n)で上記第一の作業塔と上記第二の作業塔(19−2)とが衝突するか否かを予測する予測機能と、上記到達位置における上記第一の作業塔と上記第二の作業塔との衝突が予測された場合に、認識領域内の所定位置(m)に停止させて認識する上記停止認識に上記移動認識を自動的に切り替える切り替え機能と、を備える。
【選択図】 図1
【解決手段】 本発明の部品搭載装置(10)は、少なくとも二つの独立して動作する作業塔(19−1、19−2)を有し、上記各作業塔で取得した電子部品を撮像装置(24−1、24−2)で移動中認識または停止認識させることのできるものとし、上記第一の作業塔(19−1)の上記移動中認識における到達位置(n)で上記第一の作業塔と上記第二の作業塔(19−2)とが衝突するか否かを予測する予測機能と、上記到達位置における上記第一の作業塔と上記第二の作業塔との衝突が予測された場合に、認識領域内の所定位置(m)に停止させて認識する上記停止認識に上記移動認識を自動的に切り替える切り替え機能と、を備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、プリント基板上を互いに独立して移動する少なくとも二つの作業塔を使用して電子部品をプリント基板上へ自動搭載する部品搭載装置に関する。
従来より、対向二軸型の部品搭載装置がある。
図7はこの対向二軸型の部品搭載装置の一例である。同図に示す部品搭載装置70は、対向二軸をプリント基板(以下、基板と呼ぶこととする)の搬送経路上の前方と後方に一組づつ備える四軸型の部品搭載装置である。同図に示すように、この部品搭載装置70は、上方及び周囲を、図示を省略した保護カバーに覆われており、基台71の内部に、各部を制御する中央制御部、工程ライン前段の装置から搬入されてくる基板を位置決めして支持する装置、各部を駆動する駆動源等を備えている。また、保護カバーには、外部から各種の指示を入力したり、部品搭載処理の実行状態を表示したりすることのできる入出力装置等が配設されている。
図7はこの対向二軸型の部品搭載装置の一例である。同図に示す部品搭載装置70は、対向二軸をプリント基板(以下、基板と呼ぶこととする)の搬送経路上の前方と後方に一組づつ備える四軸型の部品搭載装置である。同図に示すように、この部品搭載装置70は、上方及び周囲を、図示を省略した保護カバーに覆われており、基台71の内部に、各部を制御する中央制御部、工程ライン前段の装置から搬入されてくる基板を位置決めして支持する装置、各部を駆動する駆動源等を備えている。また、保護カバーには、外部から各種の指示を入力したり、部品搭載処理の実行状態を表示したりすることのできる入出力装置等が配設されている。
基台71には、その中央に、図示を省略した1対の平行する基板案内レールが基板の搬送方向(X軸方向)に水平に延在して配設される。これらの基板案内レールの下部に接してループ状の搬送ベルトが走行可能に配設され、ベルト駆動モータの駆動により基板搬送方向に走行し、基板の裏面両側を下から支持しながら基板を搬送する。この部品搭載装置の構成では、部品搭載処理を終えるまで搬送路上の2箇所に常時2枚のプリント基板が固定される。
基台71の上方には、基板搬送路と直角の方向に並行して延在する2本のY軸レール72a及び72bが装置本体フレームに固定されて配設される。これらY軸レール72a及び72bには夫々(以下、同一の構成であるためY軸レール72aに係る各構成部分についてのみ番号を付して説明する)2本のY軸ボールねじ73−1及び73−2が並行して配設され、これらY軸ボールねじ73−1及び73−2を回転駆動する2個のモータ74−1及び74−2が配設され、更に2本のX軸レール75−1及び75−2がその長手方向をX軸方向と並行にして懸架される。
上記一方のY軸ボールねじ73−1にはX軸レール75−1の不図示のナットが螺合し、他方のY軸ボールねじ73−2にはX軸レール75−2のナットが螺合している。中央制御装置からの制御により、モータ74−1又は74−2が正逆いずれかの方向に回転すると、これに駆動されてY軸ボールねじ73−1又は73−2が正逆いずれかへ回転し、この回転に応じてX軸レール75−1又は75−2がY軸方向へ進退する。
そして、上記のX軸レール75−1には、基板に部品を搭載する作業を行う作業塔77−1が滑動自在に懸架され、上部には作業塔77−1を移動駆動するモータ76−1が配設される。作業塔77−1は、不図示のX軸ボールねじ及び歯付きベルトを介してモータ76−1に連結されている。モータ76−1が中央制御装置からの制御により、正逆いずれかの方向に回転すると、これに駆動されてX軸ボールねじが正逆いずれかへ回転し、この回転に応じて作業塔77−1がX軸レール75−1の長手方向(X軸方向)へ進退する。これにより、作業塔77−1は、Y軸方向及びX軸方向に自在に移動可能に構成されている。
また、X軸レール75−2についても同様であり、モータ76−2及びこのモータ76−2に不図示のX軸ボールねじ及び歯付きベルトを介して連結された作業塔77−2が配設されている。これもモータ76−2が中央制御装置からの制御により正逆いずれかの方向に回転すると、これに駆動されてX軸ボールねじが正逆いずれかへ回転し、この回転に応じて作業塔77−2がX軸レール75−2の長手方向(X軸方向)へ進退する。これにより、作業塔77−2は、Y軸方向及びX軸方向に自在に移動可能に構成されている。
作業塔77−1(他の作業塔77−2及びY軸レール72bに配設された2つの作業塔についても同様)には、上下に移動自在な2つの搭載ヘッド78−1a及び78−1bが配設される。この搭載ヘッド78−1a及び78−1bの先端には部品を吸着する吸着ノズルが交換自在に装着されている。
上記Y軸レール72aの2つの作業塔77−1及び作業塔77−2は、夫々の搭載ヘッド78−1a、78−1b及び搭載ヘッド78−2a、78−2bにより、X軸方向に連続して搬入されてくる2枚の基板の内の前方に位置固定された基板に対して部品を搭載する。そして、Y軸レール72bの2つの作業塔の夫々2つの搭載ヘッドは、上記連続して搬入されてくる2枚の基板の後方に位置固定された基板に部品を搭載する。
また、基台71上の前部(図の斜め左手前)と後部(図の斜め右向う側)には特には図示しないが夫々部品を搭載ヘッド78−1a、78−1b、・・・に供給するための部品供給台が配設されている。これらの部品供給台上には、基板に搭載すべき複数種類の部品が部品毎に収容されている多数のテープカセット式部品供給装置が着脱自在に装着される。
更に、これら部品供給台と基板案内レールとの間には部品認識用の撮像カメラやノズル交換器等が配設される。
上流から部品搭載装置内に搬入された基板が部品搭載位置に位置決めされると、中央制御装置の制御により互いに対向し合う各作業塔は所定手順で対象基板に部品搭載処理を行なう。
上流から部品搭載装置内に搬入された基板が部品搭載位置に位置決めされると、中央制御装置の制御により互いに対向し合う各作業塔は所定手順で対象基板に部品搭載処理を行なう。
取り扱われる部品には各種の設定が部品毎にマスタ情報に設定されており、この部品搭載処理では上記マスタ情報を参照することにより、各部品に最適な条件で処理が施される。
この処理について以下に説明するが、位置決めされた二つの基板に対する部品搭載処理は何れの基板においても同じように説明でき、また対向する搭載ヘッドの処理手続きは何れも同様な処理手続きをとるため、同図の手前に示される作業塔77−1による搬送路上の前方に位置決めされた基板に対する部品搭載処理を例に上げて説明する。
先ず作業塔77−1の搭載ヘッド78−1a(または78−1b)は、吸着すべき部品に適応する吸着ノズルをノズル交換器から選択して装着し、上記テープカセット式部品供給装置から所望の部品を上記吸着ノズルの先端で吸着する。次に、部品を吸着ノズルに吸着させたまま、搭載ヘッド78−1a(または78−1b)は撮像カメラの撮像範囲に対する進入位置へ移動し、その位置から搭載ヘッド78−1a(または78−1b)を撮像範囲に進入させる。このとき、当該吸着部品に対する認識処理が、吸着部品を停止した状態で撮像する「停止認識」に設定されている場合は、撮像範囲で搭載ヘッド78−1aまたは(78−1b)を一旦停止させ、当該吸着部品を撮像カメラで撮像する。また、当該吸着部品に対する認識処理が、吸着部品を移動中に撮像する「移動中認識」に設定されている場合は、撮像範囲を超えた位置を目指し、一定速度で搭載ヘッド78−1a(または78−1b)を撮像範囲を通過させ、この通過時に撮像カメラで上記吸着部品を撮像する。このように撮像された画像は中央制御装置で保持位置偏差の検出や部品形状検査処理等が施され、部品形状等のエラーが検出された場合は入出力装置を介してオペレータにその状況を通知し、エラーが検出されなければ搭載ヘッド78−1a(または78−1b)が基板上の搭載位置に到達する間に搭載位置の偏差補正を行なう。
撮像終了後は、各撮像終了位置(「停止認識」の場合は撮像範囲内の停止位置、「移動中認識」の場合は撮像範囲を超えた位置)から基板上の所定の搭載位置へ搭載ヘッド78−1a(または78−1b)を移動し、その搭載位置に吸着部品を搭載する。
なお、同図に示す対向二軸型の部品搭載装置では、対向する互いの作業塔77−1及び77−2の移動により各作業塔に構成された搭載ヘッドが共に同一の基板上に部品搭載処理を施すため、互いの作業塔77−1及び77−2(またはX軸レール75−1及び75−2)が衝突しないように、且つ生産時間の増大を抑制するような技術が施されている。
この技術は、対向する互いの作業塔の間で優先軸を決定し、対向軸が次に移動する位置を基に自軸の次の目標位置に向かって自軸が対向軸とは衝突しない位置まで移動することを両軸共に行い、互いに対向軸の移動に追従する移動を繰り返す追従型の目標位置到達技術である(特許文献1)。
この技術では両軸共に目標位置への到達時間を短縮させることができるため、二軸型の部品搭載装置における生産時間の短縮が図れる。
特開平11−143544号公報(段落「0031」−段落「0062」、第4図−第6図)
上述したように、二軸型の部品搭載装置では互いに対向する二つの作業塔は同一の基板に対してそれぞれが部品搭載を行なう。二つの作業塔が予め決められた手順で交互に部品搭載処理を行なう場合は良いが、一方の作業塔が予期できないエラーにより停止した場合でも生産時間が短縮できるように他方の作業塔は独立して部品搭載処理を進められるように互いに独立して部品搭載処理を行なうよう設計されている。このため、相手軸との干渉が起こりうる領域(以下、干渉領域と呼ぶこととする)へ自軸を移動させる場合は常に相手軸の動きを監視する必要があり、これは撮像カメラによる吸着部品の撮像工程においても例外ではない。
撮像工程では、先ず撮像範囲の進入位置へ部品を吸着した搭載ヘッドを移動し、ここで、吸着部品に対する認識処理が「停止認識」としてマスタ情報に設定されている場合は、干渉領域に含まれない撮像カメラの認識位置(例えば撮像範囲の中心)まで対象の搭載ヘッドを移動し、マスタ情報の設定条件で吸着部品を撮像する。そしてその後は、干渉領域に含まれる基板上の搭載位置を移動の目標位置とするため、上述した追従型の目標位置到達技術により対向軸と衝突しないように目標位置へ到達する。
また、吸着部品に対する認識処理が「移動中認識」としてマスタ情報に設定されている場合は吸着部品の撮像が移動中に行なわれるように各種条件設定されているため、干渉領域に含まれる撮像範囲を超えた位置(移動中認識終了位置)まで、移動しなければならない。このため、「移動中認識」の場合は撮像領域へ進入する前に対向軸の動きを監視して動作を決定する必要がある。すなわち、搭載ヘッドが進入位置まで移動してきたときに対向軸が自軸と衝突する位置を目標として動作していると、自軸が優先軸でない場合は対向軸と衝突するため移動中認識終了位置へ移動できず、また非干渉領域である撮像領域内まで進行しても認識処理が行なえないため、移動中認識終了位置における対向軸との衝突が回避される動作を該対向軸がとるまで、自軸は撮像領域の進入位置で待機しなければならない。そして、対向軸の監視により移動中認識終了位置における対向軸との衝突が回避されると、自軸は撮像領域への進入動作を開始し、撮像領域を越えて移動中認識終了位置まで移動し、この際に、マスタ情報に設定された「移動中認識」の各種条件の基で吸着部品を撮像する。そしてその後は、干渉領域に含まれる基板上の搭載位置を移動の目標位置とするため、上述した追従型の目標位置到達技術により対向軸と衝突しないように目標位置へ到達する。
このように従来は「移動中認識」が設定された部品に対しては上述した待機動作を行なわざるをえない状況が頻繁に発生していたため、この待機時間が生産時間の増大の問題要因となり、改善が望まれていた。
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、生産時間を更に短縮する部品搭載装置を提供することを目的とする。
本発明は上記課題を解決するために以下のように構成する。
本発明の部品搭載装置の態様の一つは、少なくとも二つの独立して動作する作業塔を有し、上記各作業塔で取得した電子部品を移動中認識または停止認識させることのできるものとし、上記第一の作業塔の上記移動中認識における到達位置で上記第一の作業塔と上記第二の作業塔とが衝突するか否かを予測する予測機能と、上記到達位置における上記第一の作業塔と上記第二の作業塔との衝突が予測された場合に上記移動中認識を上記停止認識に自動的に切り替える切り替え機能と、を備える。
本発明の部品搭載装置の態様の一つは、少なくとも二つの独立して動作する作業塔を有し、上記各作業塔で取得した電子部品を移動中認識または停止認識させることのできるものとし、上記第一の作業塔の上記移動中認識における到達位置で上記第一の作業塔と上記第二の作業塔とが衝突するか否かを予測する予測機能と、上記到達位置における上記第一の作業塔と上記第二の作業塔との衝突が予測された場合に上記移動中認識を上記停止認識に自動的に切り替える切り替え機能と、を備える。
なお、上記予測機能及び上記切替機能を上記作業塔毎に独立して備える、ことが望ましい。
また、本発明の部品搭載装置で実行可能なプログラムの態様の一つは、少なくとも二つの独立して動作する作業塔を有し、上記各作業塔で取得した電子部品を移動中認識または停止認識させることのできる部品搭載装置を対象に、上記第一の作業塔の上記移動中認識における到達位置で上記第一の作業塔と上記第二の作業塔とが衝突するか否かを予測する予測機能と、上記到達位置における上記第一の作業塔と上記第二の作業塔との衝突が予測された場合に上記移動中認識を上記停止認識に自動的に切り替える切り替え機能と、を実現させる。
また、本発明の部品搭載装置で実行可能なプログラムの態様の一つは、少なくとも二つの独立して動作する作業塔を有し、上記各作業塔で取得した電子部品を移動中認識または停止認識させることのできる部品搭載装置を対象に、上記第一の作業塔の上記移動中認識における到達位置で上記第一の作業塔と上記第二の作業塔とが衝突するか否かを予測する予測機能と、上記到達位置における上記第一の作業塔と上記第二の作業塔との衝突が予測された場合に上記移動中認識を上記停止認識に自動的に切り替える切り替え機能と、を実現させる。
本発明では、第一の作業塔の上記移動中認識における到達位置で上記第二の作業塔と衝突するか否かを予測する。このため、上記移動中認識を実行させて該移動中認識の到達位置まで上記第一の作業塔を移動させて良いか判断が事前に行なえる。
更に本発明では、上記第一の作業塔と上記第二の作業塔との衝突が予測されると、上記移動中認識が上記停止認識に自動切り替えされる。このため、第一の作業塔によって取得された電子部品の認識を、上記移動中認識から停止認識にスムーズに切り替えが行なわれ、上記第一の作業塔は停止認識させる位置まで前進させることができる。
また、上記各機能を作業塔ごとに備えることにより、各作業塔は自己の判断で他の作業塔との衝突を予測することができる。
以上のように本発明では、第一の作業塔によって取得された電子部品の認識処理を、当該第一の作業塔と第二の作業塔との衝突の予測に応じて移動中認識から停止認識にスムーズに切り替えできる。このため、当該第一の作業塔と第二の作業塔との衝突が予測された場合でも、上記第一の作業塔を停止認識の認識位置まで前進させて認識処理を施すことが可能になり、この分、生産時間を短縮することが可能になる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1(a)は、対向二軸型の部品搭載装置の一例であり、内部機構の一部を実線で示した透過図である。また、図1(b)は、図1(a)の部品搭載装置をX軸正方向に向かって作図したものであり、各構成部を模式的に表している。
図1(a)は、対向二軸型の部品搭載装置の一例であり、内部機構の一部を実線で示した透過図である。また、図1(b)は、図1(a)の部品搭載装置をX軸正方向に向かって作図したものであり、各構成部を模式的に表している。
同図(a)に示す部品搭載装置10は、対向二軸型の作業塔をプリント基板(以下、基板と呼ぶこととする)の搬送路上の前方と後方に一組づつ備える四軸型の部品搭載装置である。
当該部品搭載装置10は、上方及び周囲を、図示を省略した保護カバーに覆われており、同図の基台11の内部に、各部を制御する中央制御部、工程ライン前段の装置から搬入されてくる基板を位置決めして支持する装置、各部を駆動する駆動源等を備えている。また、保護カバーには、外部から各種の情報を入力する入力装置や、部品搭載処理の実行状態などを表示する例えば液晶ディスプレイなどの表示装置や、部品搭載処理中のエラーをオペレータに通知する異常表示ランプなどが配設されている。
基台11には、その中央に、1対の平行する基板案内レール12が基板の搬送方向(X軸方向)に水平に延在して配設される。これらの基板案内レール12の下部に接して不図示のループ状の搬送ベルトが走行可能に配設され、ベルト駆動モータの駆動により基板搬送方向に走行し、同図(b)に示す基板13の裏面両側を下から支持しながら基板13を搬送する。この部品搭載装置10の構成では、部品搭載処理を終えるまで搬送路上の2箇所に常時2枚のプリント基板13が位置固定される。
基台11の上方には、基板搬送路と直角の方向に並行して延在する2本のY軸レール14a及び14bが装置本体10のフレームに固定されて配設される。これらY軸レール14a及び14bには夫々(以下、同一の構成であるためY軸レール14aに係る各構成部分についてのみ番号を付して説明する)2本のY軸ボールねじ15−1及び15−2(同図(b)において、Y軸ボールねじ15−2はY軸ボールネジ15−1の陰になって見えない)が並行して配設され、これらY軸ボールねじ15−1及び15−2を回転駆動する2個のモータ16−1及び16−2が配設され(同図(b)において、モータ16−2はY軸ボールネジ15−1の陰に構成されるが、図示を省略している)、更に2本のX軸レール17−1及び17−2がその長手方向をX軸方向と平行にして懸架される。
上記一方のY軸ボールねじ15−1にはX軸レール17−1のナット18−1が螺合し、他方のY軸ボールねじ15−2にはX軸レール17−2の不図示のナットが螺合している。中央制御装置からの制御により、モータ16−1又は16−2が正逆いずれかの方向に回転すると、これに駆動されてY軸ボールねじ15−1又は15−2が正逆いずれかへ回転し、この回転に応じてX軸レール17−1又は17−2がY軸方向へ進退する。
そして、上記のX軸レール17−1には、基板13に部品を搭載する作業を行う作業塔19−1が滑動自在に懸架され、上部には作業塔19−1を移動駆動するモータ20−1(同図(b)には不図示)が配設される。作業塔19−1は、不図示のX軸ボールねじ及び歯付きベルトを介してモータ20−1に連結されている。モータ20−1が中央制御装置からの制御により、正逆いずれかの方向に回転すると、これに駆動されてX軸ボールねじが正逆いずれかへ回転し、この回転に応じて作業塔19−1がX軸レール17−1の長手方向(X軸方向)へ進退する。これにより、作業塔19−1は、Y軸方向及びX軸方向に自在に移動可能に構成されている。
また、X軸レール17−2についても同様であり、モータ20−2及びこのモータ20−2に不図示のX軸ボールねじ及び歯付きベルトを介して連結された作業塔19−2が配設されている。これもモータ20−2が中央制御装置からの制御により正逆いずれかの方向に回転すると、これに駆動されてX軸ボールねじが正逆いずれかへ回転し、この回転に応じて作業塔19−2がX軸レール17−2の長手方向(X軸方向)へ進退する。これにより、作業塔19−2は、Y軸方向及びX軸方向に自在に移動可能に構成されている。
作業塔19−1(他の作業塔19−2についても同様)には、上下に移動自在な2つの搭載ヘッド21−1a及び21−1b(同図(b)において搭載ヘッド21−1bは搭載ヘッド21−1aの陰になって見えない)が配設される。この搭載ヘッド21−1a及び21−1bの先端には同図(b)に示されるように部品吸着用の吸着ノズル22が交換自在に装着されている。
上記Y軸レール14aの2つの作業塔19−1及び作業塔19−2は、夫々の搭載ヘッド21−1a、21−1b及び搭載ヘッド21−2a(残りの一つは陰になって見えない)により、X軸方向に連続して搬入されてくる2枚の基板の内の後方(同図の基板案内レール12間の左斜め下の位置)に位置固定された基板(同図(b)に示される基板13)に対して部品を搭載する。そして、Y軸レール14bの2つの作業塔の夫々2つの搭載ヘッドは、上記連続して搬入されてくる2枚の基板の前方(同図の基板案内レール12間の右斜め上の位置)に位置固定された不図示の基板に部品を搭載する。
また、基台11上の前部(図の斜め右手前)と後部(図の斜め左向う側)に、夫々部品を搭載ヘッド21−1a、21−1b、・・・に供給するための部品供給台23−2、23−1が配設されている。これらの部品供給台23−1、23−2上には、基板13に搭載すべき複数種類の部品が部品毎に収容されている多数のテープカセット式部品供給装置24−1、24−2(図1(a)においては図示を省略した)が着脱自在に装着される。
更に、これら部品供給台23−1、23−2と基板案内レール12との間には部品認識用の撮像カメラが上向きに各作業塔に対して一つずつ配設される(同図(a)ではY軸レール14a、14bの同図の右斜め下に配置されている各X軸レールに対して懸架される作業塔19−2、19−3それぞれに対応する撮像カメラ25−2、25−3が図示され、同図(b)では作業塔19−1、19−2それぞれに対応する撮像カメラ25−1、25−2が図示されている)。
また更に、上記部品供給台23−1、23−2と基板案内レール12との間には、不図示ではあるがノズル交換器等も配設されている。
上流から部品搭載装置10内に搬入された基板が部品搭載位置に位置決めされると、中央制御装置の制御により互いに対向し合う各作業塔(Y軸レール14aの場合、作業塔19−1及び19−2)は所定手順で対象の基板に部品搭載処理を行なう。
上流から部品搭載装置10内に搬入された基板が部品搭載位置に位置決めされると、中央制御装置の制御により互いに対向し合う各作業塔(Y軸レール14aの場合、作業塔19−1及び19−2)は所定手順で対象の基板に部品搭載処理を行なう。
なお、同図(b)に示される実線の矢印は、同図に示される作業塔19−1、19−2がそれぞれに対応するテープカセット式部品供給装置24−1、24−2から部品を吸着して基板上に吸着部品を搭載するまでの流れを示したものである。
図2は、上記の中央制御部のブロック図である。中央制御部は、装置全体を制御するCPU(中央演算処理装置)30を有しており、そのCPU30には、バス31を介して読み出し専用メモリであるROM32、読み書き自在のメモリであるRAM33、認識画像を処理する画像処理部34、キー入力部35、I/O制御部36等が接続されている。
ROM32には、上記各部を制御するプログラムが格納されている。
RAMは、例えばフロッピー(登録商標)ディスクやコンパクトディスク等の外部記録装置からI/O制御部36を介して読み込まれた部品搭載プログラムを記憶する領域や、演算処理の中間データを一時的に記憶するワーク領域などを備えている。
RAMは、例えばフロッピー(登録商標)ディスクやコンパクトディスク等の外部記録装置からI/O制御部36を介して読み込まれた部品搭載プログラムを記憶する領域や、演算処理の中間データを一時的に記憶するワーク領域などを備えている。
CPU30は、ROM32から読み出す制御プログラムに基づいて上記各部を制御しながら、RAM23から読み出した部品搭載プログラムに従って後述する部品搭載処理を実行する。
画像処理部34は、図1の撮像カメラ25−1や不図示の照明装置などからなる撮像装置を駆動して、その撮像したアナログ信号をデジタル信号に変換し、これをCPU30に転送する。これにより、部品搭載プログラムに記述されている部品の正しくあるべき搭載姿勢及び基板上の正しい搭載位置とに基づいて位置補正が行われたり、または不良部品等のチェックなどが行なわれる。
キー入力部35は、入力装置の入力操作キーに接続されており、入力操作キーの外部からの操作信号をCPU30に出力する。
I/O制御部36には、搬送ベルトを駆動するベルト駆動モータのドライバ、位置決めのための昇降テーブルを昇降させるシリンダのドライバ、X軸ボールねじやY軸ボールねじを駆動する各モータのドライバ、例えば作業塔が撮像カメラにおける撮像領域の進入位置に到達したことを検出するセンサなど、各部の状態や位置を検出するための各種センサを駆動するドライバ、入出力装置の異常表示ランプ(警報ランプ)等を駆動するドライバ、入出力装置の液晶ディスプレイを表示駆動するドライバ、外部記憶装置を駆動するドライバ等、各種のドライバが接続されている。
I/O制御部36には、搬送ベルトを駆動するベルト駆動モータのドライバ、位置決めのための昇降テーブルを昇降させるシリンダのドライバ、X軸ボールねじやY軸ボールねじを駆動する各モータのドライバ、例えば作業塔が撮像カメラにおける撮像領域の進入位置に到達したことを検出するセンサなど、各部の状態や位置を検出するための各種センサを駆動するドライバ、入出力装置の異常表示ランプ(警報ランプ)等を駆動するドライバ、入出力装置の液晶ディスプレイを表示駆動するドライバ、外部記憶装置を駆動するドライバ等、各種のドライバが接続されている。
続いて部品搭載処理について説明する。本部品搭載装置では、二つの基板が所定位置に固定されると、それぞれの基板に対し、各基板上方のY軸レールにそれぞれ二つずつ構成されるX軸レール及び該X軸レールに懸架される作業塔が互いに独立に動作し、対象の基板に部品を搭載する。そこで以下では、Y軸レール14aに互いに対向して構成される二つのX軸レールのうちのX軸レール17−1及び該X軸レール17−1に懸架される作業塔19−1におけるど動作を、図1(b)を参照しながら説明する。
図3は、部品搭載処理のメイン処理フローである。
基板が所定位置に位置決めされると、部品搭載プログラムに記述された搭載順や搭載部品の各種設定情報(部品マスタともいう)にしたがって部品搭載処理を実行する。各種設定情報には、例えば部品形状の情報や、部品の供給位置の情報や、部品を吸着するための吸着ノズルの情報や、撮像時の認識条件(「静止認識」の撮像条件、または「移動中認識」の場合は「移動中認識」の撮像条件及び「移動中認識」ができない場合に切り替える「静止認識」の撮像条件)や、搭載位置情報などがある。
基板が所定位置に位置決めされると、部品搭載プログラムに記述された搭載順や搭載部品の各種設定情報(部品マスタともいう)にしたがって部品搭載処理を実行する。各種設定情報には、例えば部品形状の情報や、部品の供給位置の情報や、部品を吸着するための吸着ノズルの情報や、撮像時の認識条件(「静止認識」の撮像条件、または「移動中認識」の場合は「移動中認識」の撮像条件及び「移動中認識」ができない場合に切り替える「静止認識」の撮像条件)や、搭載位置情報などがある。
先ず、作業塔19−1を不図示のノズル交換器に移動し、次に吸着する部品に対応する吸着ノズル22を上記搭載ヘッド21−a(または21−b)の先端に装着し、続いて作業塔19−1をテープカセット式部品供給装置24−1の所定の部品供給位置へ移動し、所望の部品を搭載ヘッド21−1a(または21−1b)の吸着ノズル22の先端で吸着する(S100)。このステップS100の処理により電子部品がピックされる(図1(b)の矢印d)。
次に、部品を吸着ノズル22に吸着させたまま、作業塔19−1を撮像カメラ25−1の撮像範囲に対する進入位置(図1(b)のlの位置)へ移動し、該進入位置lから後述の「停止認識処理」または、対向軸の位置に応じて「停止認識処理」に切り替え可能な「移動中認識処理」を実行する(S102)。この実行により作業塔19−1の搭載ヘッド21−1a(または21−1b)の吸着ノズル22に吸着された吸着部品は下方から撮像されることとなり、撮像された画像は中央制御装置で保持位置偏差の検出や部品形状検査処理等が施される。このとき、不良部品などのように部品形状に異常が検出された場合は例えば異常表示ランプや表示装置を介してオペレータにその状況が通知され、入力装置を用いてオペレータにリカバリー処理される。このようにステップS102の処理により部品認識が完了する(図1(b)の矢印eまたはf)。
続いて、部品形状に異常がない或いは検出された異常がリカバリー処理などによって回避されると、各撮像終了位置(「停止認識」の場合は撮像範囲内の停止位置(図1bのmの位置)、「移動中認識」の場合は撮像範囲を超えた移動中認識終了位置(図1bのnの位置))から基板13上の所定の搭載位置へ作業塔19−1を移動し、その搭載位置に搭載ヘッド21−1a(または21−1b)の吸着ノズル22に吸着させた部品を搭載する(S104)。なお搭載位置の偏差補正は、搭載ヘッド21−1a(または21−1b)が基板13上の搭載位置に到達する間に行なわれる。このようにステップS104の処理によって吸着部品のプレースが行なわれる(図1(b)の矢印g及びh)。
そして基板に対して未搭載の部品がある場合には、ステップS100に戻って上述したように処理を繰り返す。
なお、本部品搭載処理において、ステップS102で行なわれる部品認識の処理を除き、ここでは特に説明しないが従来の目標位置到達技術を適用することができる。
なお、本部品搭載処理において、ステップS102で行なわれる部品認識の処理を除き、ここでは特に説明しないが従来の目標位置到達技術を適用することができる。
このように各軸共に、上述した処理を行なう。
図4は上記認識処理フローの具体例である。
作業塔19−1が撮像範囲の進入位置(図1(b)のlの位置)に到達すると、例えばセンサでその位置への到達が検出され、部品搭載プログラムに指定された撮像条件で撮像処理を行なう。撮像条件には、「停止認識」の撮像条件及び「移動中認識」の2種類あり、吸着部品に対して予め「停止認識」が設定されていると、以下の処理を実行する。
図4は上記認識処理フローの具体例である。
作業塔19−1が撮像範囲の進入位置(図1(b)のlの位置)に到達すると、例えばセンサでその位置への到達が検出され、部品搭載プログラムに指定された撮像条件で撮像処理を行なう。撮像条件には、「停止認識」の撮像条件及び「移動中認識」の2種類あり、吸着部品に対して予め「停止認識」が設定されていると、以下の処理を実行する。
図4(a)は上記「停止認識」の際の処理フローである。
部品搭載プログラムに指定された当該吸着部品の停止認識条件(作業塔19−1の移動速度、作業塔19−1が移動する撮像領域内の目標位置、照明条件、シャッタータイミングなど)に基づき、作業搭19−1を撮像領域内の撮像位置(図1(b)のmの位置)で停止させる(S200)。
部品搭載プログラムに指定された当該吸着部品の停止認識条件(作業塔19−1の移動速度、作業塔19−1が移動する撮像領域内の目標位置、照明条件、シャッタータイミングなど)に基づき、作業搭19−1を撮像領域内の撮像位置(図1(b)のmの位置)で停止させる(S200)。
そして、上記停止認識条件に基づいて撮像装置が駆動され、上記撮像位置で停止した吸着部品を撮像し、画像処理をする(S202)。
以上により停止認識処理を終了する。
以上により停止認識処理を終了する。
次に、「移動中認識」の際の処理フローを説明する。本「移動中認識」の処理では、対向軸の位置に応じて「停止認識処理」に切り替えできる「移動中認識」の処理フローである。
図4(b)は上記「停止認識」に切り替え可能な「移動中認識」の処理フローである。
先ず、撮像領域の進入位置(図1(b)のlの位置)から移動中認識処理に基づいて作業塔19−1を移動させた場合に自軸が対向軸と衝突するか否かを判定する(S300)。本例では、部品搭載プログラムに指定された当該吸着部品の「移動中認識」の条件において、移動中認識を完了するための作業塔19−1の到達位置(または移動中認識終了位置とも呼ぶ)を撮像範囲を超えた基板案内レール上方の位置(図1(b)のnの位置)としている。本構成においてこの位置は、自軸から見て、該自軸と対向軸と衝突する可能性のある最も手前の位置である。このため、この位置に作業塔を移動させる場合は対向軸の位置を監視する必要があり、本ステップS300ではこの移動中認識終了位置と対向軸の次の移動目標との比較から上記衝突を予測する。
先ず、撮像領域の進入位置(図1(b)のlの位置)から移動中認識処理に基づいて作業塔19−1を移動させた場合に自軸が対向軸と衝突するか否かを判定する(S300)。本例では、部品搭載プログラムに指定された当該吸着部品の「移動中認識」の条件において、移動中認識を完了するための作業塔19−1の到達位置(または移動中認識終了位置とも呼ぶ)を撮像範囲を超えた基板案内レール上方の位置(図1(b)のnの位置)としている。本構成においてこの位置は、自軸から見て、該自軸と対向軸と衝突する可能性のある最も手前の位置である。このため、この位置に作業塔を移動させる場合は対向軸の位置を監視する必要があり、本ステップS300ではこの移動中認識終了位置と対向軸の次の移動目標との比較から上記衝突を予測する。
なお、この移動中認識終了位置は上記基板案内レール上方に限らず、例えば基板内の所定位置の上方であっても、或いは実際に部品を搭載する部品搭載位置であってもよいが、本例では説明を分かり易くするため、上記nの位置としている。
ステップS300において自軸が対向軸と衝突しないと判定された場合は、上記移動中認識条件に従って作業塔19−1を、移動中認識終了位置(図1(b)のnの位置)に向けて撮像領域内を一定速度で移動させる。(S302)。
また、作業塔19−1が撮像領域を通過する間に、上記移動中認識条件に基づいて撮像装置が駆動され、作業塔19−1の搭載ヘッド21−1a(または21−1b)の吸着ノズル22に吸着される部品が撮像される(S304)。
そして、撮像領域を越えた移動撮像終了位置(図1(b)のnの位置)に作業塔19−1が到達すると(S306)、移動中認識処理を終了する。
一方、ステップS300において自軸が対向軸と衝突すると判定される場合は、設定情報に指定された当該部品の「移動中認識条件」の設定から当該部品の「停止認識条件」の設定に認識方法を切り替え、図4(a)で説明した「停止認識処理フロー」を実行する(S308)。
一方、ステップS300において自軸が対向軸と衝突すると判定される場合は、設定情報に指定された当該部品の「移動中認識条件」の設定から当該部品の「停止認識条件」の設定に認識方法を切り替え、図4(a)で説明した「停止認識処理フロー」を実行する(S308)。
図5は、図4(b)のステップS300における自軸と対向軸との衝突の可能性を判定する処理フローの一例である。
なお、本例では自軸或いは対向軸に対して優先権を設定するものとし、該優先権の変更は優先軸が停止したときのみ行うことが可能であるものとする。
なお、本例では自軸或いは対向軸に対して優先権を設定するものとし、該優先権の変更は優先軸が停止したときのみ行うことが可能であるものとする。
また、以下の処理では、CPU30内蔵の(又はRAM33に領域設定された)レジスタAF 、AT 、BF 、BT 、及びα1を使用する。
レジスタAF には、自軸の移動中認識終了位置データ(本例では作業塔19−1が移動するnの位置データ)が格納される。
レジスタAF には、自軸の移動中認識終了位置データ(本例では作業塔19−1が移動するnの位置データ)が格納される。
また、レジスタAT には、自軸の停止目標位置データが格納される。
レジスタBF には、対向軸の到達目標位置データ(本例では作業塔19−2の移動目標位置データであって、例えばピック時はピック位置データ、画像認識時は認識終了予定位置データ、プレース時は部品搭載位置データとなる)が格納される。この到達目標位置データBF は、プレース時において、初期時にはプログラム上のパラメータで指定される搭載位置よりも認識補正範囲量(画像認識により発生し得る最大補正量)分だけ手前に設定される。したがって、画像認識による補正データが入力された場合、到達目標位置データBF は、必ず値が増加する方向へ変化する。
レジスタBF には、対向軸の到達目標位置データ(本例では作業塔19−2の移動目標位置データであって、例えばピック時はピック位置データ、画像認識時は認識終了予定位置データ、プレース時は部品搭載位置データとなる)が格納される。この到達目標位置データBF は、プレース時において、初期時にはプログラム上のパラメータで指定される搭載位置よりも認識補正範囲量(画像認識により発生し得る最大補正量)分だけ手前に設定される。したがって、画像認識による補正データが入力された場合、到達目標位置データBF は、必ず値が増加する方向へ変化する。
また、レジスタBT には、対向軸の一時的停止目標位置(自軸との衝突を避けるために到達目標位置に到達するまでの間に一時的に停止する位置)データが格納される。
また、レジスタα1 には、自軸と対向軸が衝突しない安全距離データ(例えば互いのX軸レール同士、作業塔同士、搭載ヘッド同士、または吸着部品同士が衝突しない距離)が格納される。
また、レジスタα1 には、自軸と対向軸が衝突しない安全距離データ(例えば互いのX軸レール同士、作業塔同士、搭載ヘッド同士、または吸着部品同士が衝突しない距離)が格納される。
先ず自軸が優先軸として設定されているか否かを判別する(S400)。
そして、自軸に優先権が設定なされていないときは、「AF <(BT −α1 )」で且つ「AF <(BF −α1 )」であるか否かを判別する(S402)。すなわち「移動中認識」の場合に自軸が到達の目標とするnの位置(AFに格納される値) が、対向軸の一時的停止目標位置(BTに格納される値) に対して安全距離(α1に格納される値) を置いた手前の位置よりもさらに手前の位置であり、且つ、nの位置が、対向軸の到達目標位置(BFに格納される値) に対して上記安全距離 を置いた手前の位置よりも更に手前であるか否かを判別する。
そして、自軸に優先権が設定なされていないときは、「AF <(BT −α1 )」で且つ「AF <(BF −α1 )」であるか否かを判別する(S402)。すなわち「移動中認識」の場合に自軸が到達の目標とするnの位置(AFに格納される値) が、対向軸の一時的停止目標位置(BTに格納される値) に対して安全距離(α1に格納される値) を置いた手前の位置よりもさらに手前の位置であり、且つ、nの位置が、対向軸の到達目標位置(BFに格納される値) に対して上記安全距離 を置いた手前の位置よりも更に手前であるか否かを判別する。
そして、上記いずれか一方でも否である、すなわち自軸と対向軸との衝突が予測されたときは、自軸と対向軸とが衝突しないmの位置データをレジスタATに設定する(S404)。
一方、ステップS400において自軸に優先権の設定がなされている場合は、「AF <(BT −α1 )」であるか否かを判別する(S406)。すなわち「移動中認識」の場合に自軸が到達目標とするnの位置(AFに格納される値) が、対向軸の一時的停止目標位置(BTに格納される値) に対して安全距離(α1に格納される値) を置いた手前の位置よりもさらに手前の位置であるか否かを判別する。
そして、ステップS406の判定結果が否の場合はステップS404に移行し、mの位置データをレジスタATに設定する。
一方、ステップS406で「AF <(BT −α1 )」である判定の場合は、干渉領域であるnの位置において自軸と対向軸が衝突する可能性はないため、nの位置データをレジスタATに設定する(S408)。なお、この処理は、ステップS402の判定で「AF <(BT −α1 )」で且つ「AF <(BF −α1 )」であると判定された場合においても同様に実行される。
一方、ステップS406で「AF <(BT −α1 )」である判定の場合は、干渉領域であるnの位置において自軸と対向軸が衝突する可能性はないため、nの位置データをレジスタATに設定する(S408)。なお、この処理は、ステップS402の判定で「AF <(BT −α1 )」で且つ「AF <(BF −α1 )」であると判定された場合においても同様に実行される。
そして、レジスタATの値がnの位置データであるか否か判定される(S410)。
このとき、nの位置データでない場合(すなわちmの位置データである場合)は、当該吸着部品に対する認識処理を「移動中認識処理」から「停止認識処理」に変更するように各部に対する設定条件を切り替え(S412)、本処理を終了する。
このとき、nの位置データでない場合(すなわちmの位置データである場合)は、当該吸着部品に対する認識処理を「移動中認識処理」から「停止認識処理」に変更するように各部に対する設定条件を切り替え(S412)、本処理を終了する。
一方、ステップS410において、nの位置データである場合は、当該吸着部品に対する停止認識処理の設定を変更することなく、本処理を終了する。
以上の処理は対向軸同士で互いに独立して実行され、相手の処理が停止した場合においても自己の処理を継続して行なう。
以上の処理は対向軸同士で互いに独立して実行され、相手の処理が停止した場合においても自己の処理を継続して行なう。
図6は、上記切り替え処理を適用した場合の自軸及び対向軸の退避動作の一例を示したものである。なお同図は、その退避動作が分かり易いように部品搭載装置の上方側から作図し、図1に対応する部分は図1で使用した番号を付している。
また、上述した例に合わせ、搭載ヘッド21−1a及び21−1bを構成する作業塔19−1を自軸側とし、搭載ヘッド21−2a及び21−2bを構成する不図示の作業塔19−2を対向軸側とする。
同図に実線矢印で示される対向軸の移動経路パターンでは、最終の到達目標位置が自軸と安全距離を保てる位置になる。このため、例えば当該吸着部品の認識方法が「移動中認識」に設定されていても、自軸が位置lから位置nまで移動しても位置nで対向軸と衝突する可能性がないことが予測されるため、当該「移動中認識」を行なうことができる。
この場合の自軸の移動経路を同図において実線矢印で示している。自軸は、位置lで待機することなく、位置lから位置nまで一定速度で移動し、その後、位置nから部品搭載位置への移動する。
一方、同図に破線矢印で示される対向軸の移動経路パターンでは、対向軸の最終の到達目標位置が、自軸の移動中認識終了位置nと安全距離が保たれない位置にまで及ぶ。このため、例えば当該吸着部品の認識方法が「移動中認識」に設定されている場合は、自軸が位置nに移動するとその位置で対向軸と衝突することが予測される。よって、自軸の認識方法が「移動中認識」から「停止認識」に切り替えられることで、同図に自軸の移動経路が破線で示されるように、自軸は位置lで待機することなく、位置lから位置mまで前進して停止認識を行ない、干渉領域内で対向軸と衝突する可能性のなくなったタイミングで干渉領域内へ進入する。
なお、以上の処理は、部品搭載装置の中央制御装置に構成されるRAMに当該処理プログラムを予め記憶させたり、或いは外部記録装置からRAMに記憶させるなどして、CPU(中央処理装置)に当該処理プログラムを実行させることにより実現できる。
また、上記処理はプログラムの形態で配布することもできる。
その場合、フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROM、DVDなどの記録媒体に上記プログラムを記録させて配布したり、或いは、公衆網等で用いられる伝送媒体を介して、そのプログラムの一部、若しくは全部を配信するようにしたりすることができる。
その場合、フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROM、DVDなどの記録媒体に上記プログラムを記録させて配布したり、或いは、公衆網等で用いられる伝送媒体を介して、そのプログラムの一部、若しくは全部を配信するようにしたりすることができる。
そして、上記形態で配布されたプログラムを取得したユーザは、コンピュータなどのデータ処理装置に構成される、例えば、上記記録媒体に記録された情報を読み取る読み取り部や外部機器とデータ通信を行なう通信部などから、各々がバスを介して接続されるRAMやROMなどのメモリに上記プログラムを読み込ませ、上記メモリとバスを介して接続されるCPU(中央処理装置)にそのプログラムを実行させることで、上記処理をユーザの部品搭載装置において実現することが可能となる。
以上のように本発明の実施形態によれば、撮像カメラで吸着部品を撮像し、撮像した情報を中央処理装置で解析する撮像工程において、対向軸との干渉領域に到達する「移動中認識」を行なう場合であっても、その到達位置で対向軸と衝突する可能性のある場合は「移動中認識」を「停止認識」に切り替えることができるので、撮像カメラが停止認識する撮像領域内の位置まで自軸を前進させることができるようになる。このため、干渉領域内で対向軸と衝突する危険性が回避されるまで自軸を撮像領域外に待機させておく必要がなくなり、最低でも「停止認識」の生産スピードを得る事ができ、これまで以上に生産時間の短縮が期待される。基板の種類によっては、1枚あたり数百点の部品搭載が行なわれるため、この場合、1枚あたり数秒(例えば2から6秒程度)のスピード化が実現できる。
10 部品搭載装置
13 プリント基板
14a、14b Y軸レール
15−1、15−2 X軸レール
19−1、19−2 作業塔
21−1a、21−1b、21−2a、21−2b 搭載ヘッド
24−1、24−2 テープカセット式部品供給装置
25−1、25−2 撮像カメラ
l 撮像領域に対する進入位置
m 停止認識時の作業塔の停止位置
n 移動中認識終了位置
13 プリント基板
14a、14b Y軸レール
15−1、15−2 X軸レール
19−1、19−2 作業塔
21−1a、21−1b、21−2a、21−2b 搭載ヘッド
24−1、24−2 テープカセット式部品供給装置
25−1、25−2 撮像カメラ
l 撮像領域に対する進入位置
m 停止認識時の作業塔の停止位置
n 移動中認識終了位置
Claims (3)
- 少なくとも二つの独立して動作する作業塔を有し、前記各作業塔で取得した電子部品を移動中認識または停止認識させることのできる部品搭載装置であって、
前記第一の作業塔の前記移動中認識における到達位置で前記第一の作業塔と前記第二の作業塔とが衝突するか否かを予測する予測機能と、
前記到達位置における前記第一の作業塔と前記第二の作業塔との衝突が予測された場合に前記移動中認識を前記停止認識に自動的に切り替える切り替え機能と、
を備えることを特徴とする部品搭載装置。 - 前記予測機能及び前記切替機能を前記作業塔毎に独立して備える、ことを特徴とする請求項1に記載の部品搭載装置。
- 少なくとも二つの独立して動作する作業塔を有し、前記各作業塔で取得した電子部品を移動中認識または停止認識させることのできる部品搭載装置で実行可能なプログラムであって、
前記第一の作業塔の前記移動中認識における到達位置で前記第一の作業塔と前記第二の作業塔とが衝突するか否かを予測する予測機能と、
前記到達位置における前記第一の作業塔と前記第二の作業塔との衝突が予測された場合に前記移動中認識を前記停止認識に自動的に切り替える切り替え機能と、
を実現するプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004106723A JP2005294489A (ja) | 2004-03-31 | 2004-03-31 | 部品搭載装置、及びそのプログラム |
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Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007313601A (ja) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Nissan Motor Co Ltd | ワーク移し替え方法、ワーク移し替え装置及びワーク移し替えシステム |
JP2011096915A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Hitachi High-Tech Instruments Co Ltd | 電子部品装着方法 |
-
2004
- 2004-03-31 JP JP2004106723A patent/JP2005294489A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
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