JP2017123420A - 保持部駆動ユニット設定方法、制御装置、部品実装装置、及び、表面実装機 - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態1を図1ないし図10によって説明する。以降の説明においてプリント基板に電子部品を実装するとは、部品供給位置で供給される電子部品を吸着(保持の一例)し、その吸着した電子部品をプリント基板上の搭載位置に搭載することをいう。
図1に示すように、本実施形態に係る表面実装機1は基台10、プリント基板B1(基板の一例)を搬送するための搬送コンベア20(基板搬送装置の一例)、プリント基板B1上に電子部品E1(部品の一例)を実装するための部品実装装置30、部品実装装置30に電子部品E1を供給する部品供給装置40等を備えている。
以降の説明では基台10の長辺方向(図1の左右方向)をX軸方向とし、基台10の短辺方向(図1の前後方向)をY軸方向とし、基台10の上下方向(図2の上下方向)をZ軸方向とする。
各フィーダ42は複数の電子部品E1が収容された部品供給テープ(不図示)が巻回されたリール(不図示)、及び、リールから部品供給テープを引き出す電動式の送出装置(不図示)等を備えており、搬送コンベア20側に位置する端部に設けられた部品供給位置から電子部品E1が一つずつ供給されるようになっている。
各支持フレーム32はそれぞれX軸方向における基台10の両側に位置しており、Y軸方向に延びている。支持フレーム32にはヘッド搬送部を構成するX軸サーボ機構及びY軸サーボ機構が設けられている。ロータリーヘッド50はX軸サーボ機構及びY軸サーボ機構によって一定の可動領域内でX軸方向及びY軸方向に移動可能とされている。
次に、図2〜図4を参照して、ロータリーヘッド50の構成について説明する。図2に示すように、ロータリーヘッド50は本体であるヘッド本体部52がカバー53、54によって覆われたアーム状をなしており、部品供給装置40によって供給される電子部品E1を吸着してプリント基板B1上に搭載する。
また、各ノズルシャフト55の上端部にはばね止めボルト58が螺合されている。そして、各ノズルシャフト55の外周面側にはばね止めボルト58とシャフトホルダ57との間に巻ばね59が配されている。
各スリーブ94は、シャフト保持部64に設けられた各取り付け孔の内部に挿入するようにして取り付けられている。各バルブスプール92は、その軸方向がZ軸方向(上下方向)に沿った形でスリーブ94の内部に配されており、その軸方向に沿って移動することで、各吸着ノズル56に供給される圧力を負圧と正圧との間で切り替える。なお、本実施形態では各スリーブ94に負圧及び正圧が供給される経路についての説明は省略する。
次に、図5を参照して、表面実装機1の電気的構成について説明する。表面実装機1の本体は、制御部110によってその全体が制御統括されている。制御部110は、CPU等により構成される演算処理部111を備えている。演算処理部111にはモータ制御部112、記憶部113、画像処理部114、外部入出力部115、フィーダ通信部116、表示部117、入力部118などが接続されている。制御部110は制御装置の一例である。
記憶部113は、CPUを制御するプログラム等を記憶するROM(Read Only Memory)や装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)等から構成されている。記憶部113には最適化プログラム113A、実装プログラム113B、基板データ113Cなどが記憶されている。
本実施形態では、制御部110は部品供給情報を参照することにより、搭載点データによって示される搭載位置に搭載される電子部品E1を供給するフィーダ42を特定することができる。これにより、搭載点データによって示される搭載位置に搭載される電子部品E1の部品供給位置を一意に特定することができる。
本実施形態では、電子部品E1の実装を開始する前に予め制御部110によって最適化プログラム113Aが実行される。最適化プログラム113Aを実行すると記憶部113に記憶されている基板データ113Cを用いて各電子部品E1の吸着順序、各電子部品E1の搭載順序、複数の吸着ノズル56に電子部品E1を吸着させる順序などが計算され、それらが記憶部113に記憶される。
次に、図7を参照して、Z軸駆動装置の設定処理について説明する。本処理は作業者が入力部118を操作して制御部110に最適化プログラム113Aの実行を指示すると開始される。
S102では、制御部110は基板データ113Cから搭載点データを一つ選択する。
次に、図8を参照して、前述したS103で実行されるZ軸駆動装置の初期設定処理について説明する。
例えば、選択した搭載点データによって示される搭載位置に搭載される電子部品E1の部品供給位置が左側の小領域124に属する場合は、制御部110はその電子部品E1の吸着に用いるZ軸駆動装置80として、左側の小領域124に割り当てられているZ軸駆動装置80である左側のZ軸駆動装置80を初期設定する。右側の小領域125についても同様である。
例えば、選択した搭載点データによって示される搭載位置が左側の小領域124に属する場合は、制御部110はその搭載点データによって示される搭載位置に搭載される電子部品E1の搭載に用いるZ軸駆動装置80として、左側の小領域124に割り当てられているZ軸駆動装置80である左側のZ軸駆動装置80を初期設定する。右側の小領域125についても同様である。
次に、図9及び図10を参照して、前述したS104で実行されるZ軸駆動装置の再設定処理について説明する。
選択した搭載点データによって示される搭載位置に搭載される電子部品E1の部品供給位置が他のZ軸駆動装置80によって吸着可能な領域内にある場合はソフトリミットチェックのチェック結果がOKとなり、当該領域内にない場合はチェック結果がNGとなる。制御部110は、ソフトリミットチェックのチェック結果がOKの場合はS302に進み、NGの場合はS304に進む。
Txy1・・・初期設定されているZ軸駆動装置80の駆動位置300Aを、選択した搭載点データによって示される搭載位置に搭載される電子部品E1の部品供給位置146まで移動させる時間
T1・・・Tr1及びTxy1のうちいずれか大きい方
Txy2・・・他のZ軸駆動装置80の駆動位置300Bを、選択した搭載点データによって示される搭載位置に搭載される電子部品E1の部品供給位置146まで移動させる時間
T2・・・Tr2及びTxy2のうちいずれか大きい方
そこで、制御部110は、選択した搭載点データについて、当該搭載点データによって示される搭載位置に搭載される電子部品E1の直前に吸着される電子部品E1の吸着が終了したときのロータリーヘッド50の位置、次の吸着ノズル56の位置(円周66上の位置)、選択した搭載点データによって示される搭載位置に搭載される電子部品E1の部品供給位置、回転体60の回転速度、ロータリーヘッド50の移動速度などから各Z軸駆動装置80についてそれぞれ移動時間Tを計算し、他のZ軸駆動装置80の移動時間Tの方が短い場合は、他のZ軸駆動装置80を用いて吸着した方が短時間に吸着できると判断する。
次に、図6を参照して、前述した分割線123について説明する。本実施形態では、分割線123は部品認識カメラC2によって電子部品E1を撮像するときのロータリーヘッド50の回転軸線61の位置を基準に設定されている。以下、具体的に説明する。
以上説明した実施形態1に係る保持部駆動ユニット設定方法によると、Z軸駆動装置80の数が吸着ノズル56の数より少ないので、ロータリーヘッド50の構成を簡素にすることができる。また、実施形態1に係る保持部駆動ユニット設定方法によると、プリント基板B1に実装する各電子部品E1について、その電子部品E1の吸着に用いるZ軸駆動装置80として、その電子部品E1の部品供給位置が属する小領域に包含されている固有領域に対応するZ軸駆動装置80を初期設定するので、他のZ軸駆動装置80を初期設定する場合に比べて部品実装装置30の実装可能領域を広くすることができる。よって保持部駆動ユニット設定方法によると、ロータリーヘッド50の構成を簡素にしつつ実装可能領域を広くすることができる。
次に、実施形態2を図11によって説明する。
前述したように最適化プログラム113Aは作業者が制御部110に実行を指示すると開始される。しかしながら、作業者は制御部110に最適化プログラム113Aの実行を指示することなく制御部110に電子部品E1の実装を指示する場合もある。つまり、作業者によって電子部品E1の実装が指示されたとき、各搭載点データ(言い換えるとプリント基板B1に実装される各電子部品E1)には吸着や搭載に用いるZ軸駆動装置80が初期設定されている場合もあれば、初期設定されていない場合もある。
図11を参照して、実装時の初期設定処理について説明する。本処理は作業者が制御部110に電子部品E1の実装を指示すると開始される。
S402では、制御部110搭載点データを一つ選択する。
S403では、制御部110は選択した搭載点データに、その搭載点データによって示される搭載位置に搭載される電子部品E1の吸着に用いるZ軸駆動装置80が初期設定されているか否かを判断し、初期設定されていない場合はS404に進み、初期設定されている場合はS405に進む。
S405では、制御部110は選択した搭載点データによって示される搭載位置に搭載される電子部品E1を、初期設定されているZ軸駆動装置80を用いて吸着できるか否かを判断する。具体的には、制御部110は初期設定されているZ軸駆動装置80について、選択した搭載点データによって示される搭載位置に搭載される電子部品E1の部品供給位置に対するソフトリミットチェックを行い、チェック結果がNGの場合はS406に進み、OKの場合はS407に進む。
S407では、制御部110は選択した搭載点データに、その搭載点データによって示される搭載位置に搭載される電子部品E1の搭載に用いるZ軸駆動装置80が初期設定されているか否かを判断し、初期設定されていない場合はS408に進み、初期設定されている場合はS409に進む。
S409では、制御部110は選択した搭載点データによって示される搭載位置に、初期設定されているZ軸駆動装置80を用いて電子部品E1を搭載できるか否かを判断する。具体的には、制御部110は初期設定されているZ軸駆動装置80について、選択した搭載点データによって示される搭載位置に対するソフトリミットチェックを行い、チェック結果がNGの場合はS406に進み、OKの場合はS410に進む。
以上説明した実施形態2に係る保持部駆動ユニット設定方法によると、電子部品E1の吸着に用いるZ軸駆動装置80として、その電子部品E1の部品供給位置が属する小領域に包含されている固有領域に対応するZ軸駆動装置80を初期設定するので、他のZ軸駆動装置80を初期設定する場合に比べて部品実装装置30の実装可能領域を広くすることができる。電子部品E1の搭載についても同様である。
次に、本発明の実施形態3を図12ないし図13によって説明する。なお、図12では理解を容易にするため吸着ノズル56の数を8個に省略している。
前述した実施形態1ではロータリーヘッド50が二つのZ軸駆動装置80を備えており、部品実装装置30の実装可能領域120が二つの小領域に分割されている場合を例に説明した。これに対し、図12に示すように、実施形態3に係るロータリーヘッド350は4つのZ軸駆動装置80を備えており、部品実装装置30の実装可能領域360が4つの小領域に分割されている。
本明細書で開示される技術は上記既述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
Claims (9)
- 部品供給位置で供給される部品を保持して基板に搭載する部品実装装置の保持部駆動ユニット設定方法であって、
前記部品実装装置は、
回転体と、
前記回転体を回転可能に支持しているヘッド本体部と、
前記回転体を回転駆動する回転体駆動部と、
回転軸線方向に移動可能に前記回転体に支持されている複数の部品保持部であって、前記回転軸線を中心とする円周上に配列されており、部品を保持及び解放する複数の部品保持部と、
前記部品保持部の数より少ない数の複数の保持部駆動ユニットであって、前記ヘッド本体部に固定されており、それぞれ前記円周上の所定の駆動位置に移動した前記部品保持部を前記回転軸線方向に移動させる複数の保持部駆動ユニットと、
を有するロータリーヘッドと、
前記ロータリーヘッドを前記回転軸線に直交する方向に搬送するヘッド搬送部と、
を備え、
各前記保持部駆動ユニットには、前記部品実装装置の実装可能領域内に当該保持部駆動ユニットによってのみ前記部品を保持可能な固有領域があり、
前記実装可能領域は、それぞれ互いに異なる前記保持部駆動ユニットの前記固有領域を包含している複数の小領域に分割され、各前記小領域にその小領域に包含されている前記固有領域に対応する前記保持部駆動ユニットが割り当てられており、
当該保持部駆動ユニット設定方法は、前記基板に実装する各前記部品について、当該部品の前記部品供給位置が属する前記小領域に割り当てられている前記保持部駆動ユニットを当該部品の保持に用いる保持部駆動ユニットとして初期設定する初期設定工程を含む、保持部駆動ユニット設定方法。 - 前記初期設定工程の後に、前記基板に実装する各前記部品について、当該部品に初期設定されている前記保持部駆動ユニット以外の他の前記保持部駆動ユニットを用いて当該部品を保持可能であるか否かを判断する第1の判断工程と、
前記第1の判断工程で保持可能と判断した場合に、当該部品に初期設定されている前記保持部駆動ユニットを用いるよりも、当該部品を保持可能な他の前記保持部駆動ユニットを用いた方が当該部品を短時間に保持できるか否かを判断する第2の判断工程と、
前記第2の判断工程で短時間に保持できると判断した場合に、当該他の前記保持部駆動ユニットを当該部品の保持に用いる保持部駆動ユニットとして設定し直す再設定工程と、
を含む、請求項1に記載の保持部駆動ユニット設定方法。 - 部品供給位置で供給される部品を保持して基板に搭載する部品実装装置の保持部駆動ユニット設定方法であって、
前記部品実装装置は、
回転体と、
前記回転体を回転可能に支持しているヘッド本体部と、
前記回転体を回転駆動する回転体駆動部と、
回転軸線方向に移動可能に前記回転体に支持されている複数の部品保持部であって、前記回転軸線を中心とする円周上に配列されており、部品を保持及び解放する複数の部品保持部と、
前記部品保持部の数より少ない数の複数の保持部駆動ユニットであって、前記ヘッド本体部に固定されており、それぞれ前記円周上の所定の駆動位置に移動した前記部品保持部を前記回転軸線方向に移動させる複数の保持部駆動ユニットと、
を有するロータリーヘッドと、
前記ロータリーヘッドを前記回転軸線に直交する方向に搬送するヘッド搬送部と、
を備え、
各前記保持部駆動ユニットには、前記部品実装装置の実装可能領域内に当該保持部駆動ユニットによってのみ前記部品を搭載可能な固有領域があり、
前記実装可能領域は、それぞれ互いに異なる前記保持部駆動ユニットの前記固有領域を包含している複数の小領域に分割され、各前記小領域にその小領域に包含されている前記固有領域に対応する前記保持部駆動ユニットが割り当てられており、
当該保持部駆動ユニット設定方法は、前記基板に実装する各前記部品について、当該部品の搭載位置が属する前記小領域に割り当てられている前記保持部駆動ユニットを当該部品の搭載に用いる保持部駆動ユニットとして初期設定する初期設定工程を含む、保持部駆動ユニット設定方法。 - 前記初期設定工程の後に、前記基板に実装する各前記部品について、当該部品に初期設定されている前記保持部駆動ユニット以外の他の前記保持部駆動ユニットを用いて当該部品を搭載可能であるか否かを判断する第3の判断工程と、
前記第3の判断工程で搭載可能と判断した場合に、当該部品に初期設定されている前記保持部駆動ユニットを用いるよりも、当該部品を搭載可能な他の前記保持部駆動ユニットを用いた方が当該部品を短時間に搭載できるか否かを判断する第4の判断工程と、
前記第4の判断工程で短時間に搭載できると判断した場合に、当該他の前記保持部駆動ユニットを当該部品の搭載に用いる保持部駆動ユニットとして設定し直す再設定工程と、
を含む、請求項3に記載の保持部駆動ユニット設定方法。 - 前記部品実装装置は一列に配列されている複数の前記部品供給位置で供給される前記部品を保持して前記基板に搭載するものであり、
二つの前記保持部駆動ユニットと、
各前記部品保持部に保持された前記部品を撮像する撮像部と、
を備え、
二つの前記保持部駆動ユニットは前記回転体を挟んで前記複数の部品供給位置の並び方向の両側に配置されており、
前記実装可能領域は、前記回転軸線方向から見て、前記撮像部によって前記部品を撮像するときの前記回転体の回転中心を通る直線であって前記複数の部品供給位置の並び方向に直交する直線によって二つの前記小領域に分割されている、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の保持部駆動ユニット設定方法。 - 部品供給位置で供給される部品を保持して基板に搭載する部品実装装置の制御装置であって、
前記部品実装装置は、
回転体と、
前記回転体を回転可能に支持しているヘッド本体部と、
前記回転体を回転駆動する回転体駆動部と、
回転軸線方向に移動可能に前記回転体に支持されている複数の部品保持部であって、前記回転軸線を中心とする円周上に配列されており、部品を保持及び解放する複数の部品保持部と、
前記部品保持部の数より少ない数の複数の保持部駆動ユニットであって、前記ヘッド本体部に固定されており、それぞれが前記円周上の所定の駆動位置に移動した前記部品保持部を前記回転軸線方向に移動させる複数の保持部駆動ユニットと、
を有するロータリーヘッドと、
前記ロータリーヘッドを前記回転軸線に直交する方向に搬送するヘッド搬送部と、
を備え、
各前記保持部駆動ユニットには、前記部品実装装置の実装可能領域内に当該保持部駆動ユニットによってのみ前記部品を保持可能な固有領域があり、
前記実装可能領域は、それぞれ互いに異なる前記保持部駆動ユニットの前記固有領域を包含している複数の小領域に分割され、各前記小領域にその小領域に包含されている前記固有領域に対応する前記保持部駆動ユニットが割り当てられており、
当該制御装置は、前記基板に実装する各前記部品について、当該部品の前記部品供給位置が属する前記小領域に割り当てられている前記保持部駆動ユニットを当該部品の保持に用いる保持部駆動ユニットとして初期設定する初期設定処理を実行する、制御装置。 - 部品供給位置で供給される部品を保持して基板に搭載する部品実装装置の制御装置であって、
前記部品実装装置は、
回転体と、
前記回転体を回転可能に支持しているヘッド本体部と、
前記回転体を回転駆動する回転体駆動部と、
回転軸線方向に移動可能に前記回転体に支持されている複数の部品保持部であって、前記回転軸線を中心とする円周上に配列されており、部品を保持及び解放する複数の部品保持部と、
前記部品保持部の数より少ない数の複数の保持部駆動ユニットであって、前記ヘッド本体部に固定されており、それぞれ前記円周上の所定の駆動位置に移動した前記部品保持部を前記回転軸線方向に移動させる複数の保持部駆動ユニットと、
を有するロータリーヘッドと、
前記ロータリーヘッドを前記回転軸線に直交する方向に搬送するヘッド搬送部と、
を備え、
各前記保持部駆動ユニットには、前記部品実装装置の実装可能領域内に当該保持部駆動ユニットによってのみ前記部品を搭載可能な固有領域があり、
前記実装可能領域は、それぞれ互いに異なる前記保持部駆動ユニットの前記固有領域を包含している複数の小領域に分割され、各前記小領域にその小領域に包含されている前記固有領域に対応する前記保持部駆動ユニットが割り当てられており、
当該制御装置は、前記基板に実装する各前記部品について、当該部品の搭載位置が属する前記小領域に割り当てられている前記保持部駆動ユニットを当該部品の搭載に用いる保持部駆動ユニットとして初期設定する初期設定処理を実行する、制御装置。 - 部品供給位置で供給される部品を保持して基板に搭載する部品実装装置であって、
回転体と、
前記回転体を回転可能に支持しているヘッド本体部と、
前記回転体を回転駆動する回転体駆動部と、
回転軸線方向に移動可能に前記回転体に支持されている複数の部品保持部であって、前記回転軸線を中心とする円周上に配列されており、部品を保持及び解放する複数の部品保持部と、
前記部品保持部の数より少ない数の複数の保持部駆動ユニットであって、前記ヘッド本体部に固定されており、それぞれ前記円周上の所定の駆動位置に移動した前記部品保持部を前記回転軸線方向に移動させる複数の保持部駆動ユニットと、
を有するロータリーヘッドと、
前記ロータリーヘッドを前記回転軸線に直交する方向に搬送するヘッド搬送部と、
請求項6又は請求項7に記載の制御装置と、
を備える部品実装装置。 - 請求項8に記載の部品実装装置と、
前記部品実装装置に前記部品を供給する部品供給装置と、
前記基板を前記部品実装装置による前記部品の実装位置まで搬送する基板搬送装置と、
を備える表面実装機。
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