JP2015192029A - 電子部品実装装置及び電子部品のピックアップ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品を精確に吸着することは困難である、といった課題を解決する電子部品実装装置及び電子部品のピックアップ方法を提供する。
【解決手段】本発明の電子部品実装装置は、ピックアップノズル４と、検知手段１１と、制御手段２１と、を含む。ピックアップノズル４は、部品供給テープから電子部品１０２を吸着する。また、制御手段２１は、ピックアップノズル４を基準位置から降下させて、検知手段１１でピックアップノズル４と電子部品１０２との接触を検知するまでにピックアップノズル４が降下した距離と予め設定された降下距離との差を算出する。そして、制御手段２１は、算出結果を基に、電子部品１０２のピックアップ時における、予め設定されたピックアップノズル４の降下距離を補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品実装装置及び電子部品のピックアップ方法に関する。

電子部品実装装置の自動運転中に、電子部品を収容する部品供給テープ同士を連結して電子部品を補給するスプライシング補給を行う場合がある。しかしながら、部品供給テープ毎に寸法誤差があるため、連結部の前後の部品供給テープ間の電子部品においては、水平方向位置や鉛直方向位置が若干異なる。そのため、電子部品を吸着し、基板上に配置するノズルで部品供給テープ内の電子部品をピックアップする際に、正確にピックアップできなかったり、ノズルが電子部品に押し込まれすぎて電子部品に傷を生じさせたりする、という問題が生じる場合がある。

そこで、特許文献１には、認識カメラで電子部品の水平方向の位置認識を行い、ピックアップ位置を補正する手法が提案されている。また、特許文献２には、部品供給テープの移動経路上にレーザ変位計や測距計などの測長センサを配置し、鉛直方向の基準位置から部品供給テープの電子部品までの距離を測定し、ノズルを基準位置から測定結果に基づいて設定された降下距離だけ降下させて電子部品を吸引する実装装置が開示されている。

特許第４４５０７７２号公報 特開平１１−２０４９９２号公報

しかしながら、特許文献１の手法では、電子部品の鉛直方向位置について考慮されていない。また、電子部品のサイズが小さい場合、特許文献２の測長センサを用いた実装装置では、電子部品の鉛直方向の精確な位置を安定して測定することは困難である。そのため、特許文献１、２で部品供給テープ内の電子部品の精確な鉛直方向位置を検知することは困難であり、ノズルで電子部品を精確に吸着できない場合がある。

本発明は、電子部品を精確に吸着することは困難である、といった課題を解決する電子部品実装装置及び電子部品のピックアップ方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装装置は、電子部品が収容された複数の部品供給テープが連結された状態で配置された部品供給ユニットから電子部品をピックアップし、基板上に配置する。実装装置は、ピックアップノズルと、移動手段と、検知手段と、制御手段と、を含む。ピックアップノズルは、鉛直方向に延び、部品供給テープから電子部品を吸着し、吸着した電子部品を基板上に配置するノズル部を有する。移動手段はピックアップノズルを移動させる。検知手段は、ピックアップノズルと電子部品との接触を検知する。制御手段は、移動手段を制御する。また、制御手段は、ピックアップノズルを基準位置から降下させて、検知手段でピックアップノズルと電子部品との接触を検知するまでにピックアップノズルが降下した距離と予め設定された降下距離との差を算出する。さらに、制御手段は、算出結果を基に、電子部品のピックアップ時における、予め設定されたピックアップノズルの降下距離を補正する。

本発明の電子部品の実装方法は、ピックアップノズルを基準位置から降下させて、ピックアップノズルと電子部品とを接触させる工程と、ピックアップノズルと電子部品とが接触するまでにピックアップノズルが降下した距離と予め設定された降下距離との差を算出する工程とを含む。実装方法は、算出結果を基に、電子部品のピックアップ時における、予め設定されたピックアップノズルの降下距離を補正する工程と、ピックアップノズルを、基準位置から補正された降下距離を降下させ、電子部品のピックアップを行う工程とをさらに含む。

本発明によれば、電子部品を精確に吸着することができる。

本発明に係る電子部品実装装置の概略を示す上面図である。 電子部品をピックアップ中のピックアップノズルの概略を示す断面図である。 ピックアップ動作のフローチャートである。

以下に、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態の詳細について説明する。なお、同一の機能を有する構成には添付図面中、同一の番号を付与し、その説明を省略することがある。

図１は、本発明に係る電子部品実装装置の概略を示す上面図である。図２は、電子部品をピックアップ中のピックアップノズルの概略を示す断面図である。本発明の電子部品実装装置１（以降「実装装置」と称する）は、部品供給ユニット６から供給される電子部品を基板１０１に実装する装置である。実装装置１は、コンベア２と、部品供給ユニット６と、ピックアップノズル４と、部品認識カメラ５と、ステージ７と、水平方向移動手段３と、鉛直方向移動手段１０と、制御手段２１とを含む。

コンベア２は、電子部品が実装される基板１０１を搬送する。部品供給ユニット６は、電子部品１０２を収容する部品供給テープ１０３がセットされ、電子部品１０２を供給する。ピックアップノズル４は、部品供給ユニット６の電子部品１０２をピックアップし、保持し、基板１０１上に配置する。部品認識カメラ５は、部品供給ユニット６内の電子部品１０２の位置認識を行う。

ステージ７は、コンベア２から供給された基板１０１を固定する。ステージ７に基板１０１が固定された状態で、基板１０１への電子部品１０２の実装が行われる。水平方向移動手段３は、ピックアップノズル４を部品供給ユニット６とステージ７上の基板１０１との間を移動するとともに、ピックアップノズル４の水平方向の位置決めを行う。

ピックアップノズル４は、座部４ｂを備えた鉛直方向に延びるノズル部４ａと、ノズル部４ａを相対的に移動可能に支持するとともに、ノズル部４ａを鉛直下方に付勢するバネ４ｄを備えたベース部４ｃと、を備える。バネ４ｄは、一端がベース部４ｃに固定され、他端が座部４ｄに固定されている。また、ピックアップノズル４には、ノズル部４ａが電子部品１０２や基板１０１に接触したことを検知する接触検知センサ１１が設けられている。

本実施形態の接触検知センサ１１は、ノズル部４ａの鉛直上方に位置する後端部とベース部４ｃとの接触圧力の変化を測定している。具体的には、通常、バネ４ｄによって、ベース部４ｃはノズル部４ａの後端部に向かって付勢されている。ノズル部４ａの鉛直下方に位置する先端部が、ピックアップ時には電子部品１０２に接触し、実装時には吸着した電子部品１０２を介して基板１０１に接触する。このとき、ノズル部４ａはバネ４ｄを圧縮するように、つまり、ノズル部４ａの後端がベース部４ｃに対して相対的に離れるように移動する。すると、ノズル部４ａの後端部とベース部４ｃとの接触圧力が減少し、制御手段２１で、ピックアップノズル４と電子部品１０２の接触、または吸着した電子部品１０２を介した基板１０１との接触を検知する。

鉛直方向移動手段１０は、鉛直方向に移動し、水平方向移動手段３に取付けられるとともに、ピックアップノズル４のベース部４ｃが取付けられている。そのため、ピックアップノズル４は、水平方向及び鉛直方向に移動可能である。制御手段２１は、補正回路１３を含む。

次に電子部品１０２のピックアップ動作について説明する。図３に、ピックアップ動作のフローチャートを示す。まず、部品認識カメラ５で認識した位置に基づいて、水平方向移動手段３によりピックアップノズル４を最初にピックアップされる電子部品１０２の上方に移動させる（Ｓ１）。その後、ピックアップノズル４を基準位置から低速で降下させて、ピックアップノズル４が電子部品１０２に接触する位置を接触検知センサ１１で検出するサーチ動作を行う（Ｓ２）。

そして、ピックアップノズル４と電子部品１０２との接触を接触検知センサ１１で検知するまでにピックアップノズル４が降下した距離と、予め設定された降下距離とに差異がある場合は、補正回路１３によりピックアップノズル４の降下距離の補正を行う（Ｓ３）。以後、同じ部品供給テープ１０３内の電子部品１０２をピックアップする際には、基準位置から先ほど補正した降下距離だけピックアップノズル４を降下させて、電子部品１０２のピックアップを行う（Ｓ４）。

なお、部品認識カメラ５で部品供給テープ１０３同士の連結部を検知したら、連結部の後の部品供給テープ１０３の先頭に位置する電子部品１０２に対して、上述と同じ方法でピックアップノズル４の基準位置からの降下距離の補正を行う。

以上のような手法を行うことで、部品供給テープ１０３が切り替わって新しい部品供給テープ１０３となり、切り替わり前後の部品供給テープ１０３の寸法誤差により電子部品の鉛直方向の位置が異なった場合でも安定して電子部品１０２のピックアップを行うことができる。

なお、ピックアップノズル４と電子部品１０２または基板１０１との接触を検知する他の方法としては、ベース部４ｃにセンサを設置し、ノズル部４ａの後端にセンサの検知体を設置し、ノズル部４ａの後端がベース部４ｃから離れたことをセンサで検知する方法がある。接触を検知するさらに他の方法としては、接触時に後述する鉛直方向移動手段１０の駆動電流が変化することにより接触を検知する方法がある。

１ 電子部品実装装置
３ 水平方向移動手段
４ ピックアップノズル
５ 部品認識カメラ
１０ 鉛直方向移動手段
１１ 接触検知センサ
２１ 制御手段
１０２ 電子部品
１０３ 部品供給テープ

Claims (7)

1. 電子部品が収容された複数の部品供給テープが連結された状態で配置された部品供給ユニットから前記電子部品をピックアップし、基板上に配置する電子部品実装装置において、
   鉛直方向に延び、前記部品供給テープから電子部品を吸着し、吸着した前記電子部品を前記基板上に配置するノズル部を有するピックアップノズルと、
   前記ピックアップノズルを移動させる移動手段と、
   前記ピックアップノズルと前記電子部品との接触を検知する検知手段と、
   前記移動手段を制御するとともに、前記ピックアップノズルを基準位置から降下させて、前記検知手段で前記ピックアップノズルと前記電子部品との接触を検知するまでに前記ピックアップノズルが降下した距離と予め設定された降下距離との差を算出するとともに、算出結果を基に、前記電子部品のピックアップ時における、予め設定された前記ピックアップノズルの降下距離を補正する、制御手段と、
   を有する電子部品実装装置。
2. 前記ピックアップノズルとともに移動し、前記部品供給テープ同士の連結部と前記電子部品の位置認識を行う認識カメラを有し、
   前記部品供給テープ内の前記電子部品は、前記部品供給テープに沿って順番に前記ピックアップノズルにピックアップされ、
   前記電子部品に対する前記ピックアップノズルの前記予め設定された降下距離の補正は、前記連結部の次に位置する前記部品供給テープ内の最初にピックアップされる前記電子部品に対して行われる、請求項１に記載の電子部品実装装置。
3. 前記ピックアップノズルは、前記ノズル部を間接的に支持するベース部を有し、
   前記ベース部は前記ノズル部に対して相対的に鉛直方向に移動可能であり、
   前記ノズル部には、前記ベース部よりも鉛直下方に座部が設けられ、前記座部と前記ベース部とは付勢手段で固定され、
   前記付勢手段によって、前記ノズル部は前記ベース部に対して鉛直下方に付勢され、
   前記検知手段は、前記ノズル部の前記ベース部よりも鉛直上方の部分と前記ベース部との接触圧力の変化を検知する、請求項１または２に記載の電子部品実装装置。
4. 前記検知手段は、前記ピックアップノズルを鉛直下方に移動させるときの、前記移動手段を駆動させる駆動電流の変化を検知する、請求項１または２に記載の電子部品実装装置。
5. 前記ピックアップノズルは、前記ノズル部を間接的に支持するベース部を有し、
   前記ベース部は前記ノズル部に対して相対的に鉛直方向に移動可能であり、
   前記ノズル部には、前記ベース部よりも鉛直方向下方に座部が設けられ、前記座部と前記ベース部とは付勢手段で固定され、
   前記付勢手段によって、前記ノズル部は前記ベース部に対して鉛直下方に付勢され、
   前記検知手段は、前記ノズル部と前記ベース部との相対的な移動を検知する、請求項１または２に記載の電子部品実装装置。
6. 前記制御手段は、前記降下距離の補正を行うために前記鉛直方向移動手段を降下させる場合には前記電子部品のピックアップを行う場合に比べて、前記鉛直方向移動手段の降下速度を遅くする、請求項１から５のいずれか１項に記載の電子部品実装装置。
7. ピックアップノズルを基準位置から降下させて、前記ピックアップノズルと前記電子部品とを接触させ、
   前記ピックアップノズルと前記電子部品とが接触するまでに前記ピックアップノズルが降下した距離と予め設定された降下距離との差を算出し、
   算出結果を基に、前記電子部品のピックアップ時における、予め設定された前記ピックアップノズルの降下距離を補正して、
   前記ピックアップノズルを、前記基準位置から補正された前記降下距離を降下させ、前記電子部品のピックアップを行う、電子部品のピックアップ方法。
   
   
   

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