JP3545108B2 - 電子部品自動装着装置及び装着方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置及び装着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種電子部品自動装着装置においては、部品供給装置から電子部品が吸着ノズルに吸着される時に、吸着ノズルの吸着面と部品の上面の位置関係によっては、部品が吸着されない、または吸着すべき面でない面を吸着してしまい電子部品が所謂立った状態となってしまうといった吸着異常を引き起こすことがある。
【０００３】
この問題を解決するための電子部品自動装着装置として、特開平５−１９８９７７号公報に記載されたものが知られている。この従来技術によれば、吸着ノズルが電子部品を吸着した後吸着不良が検出された場合には、ノズル高さが正常かどうかが検出され、正常な範囲である回数が記憶される。この記憶された吸着不良の率がある規定値を越えた場合にノズル高さの測定が行われ、ノズル高さの誤差が計算され、その後の部品吸着の際にノズル高さの誤差を補正している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術では、吸着ノズルの高さのみを測定してその誤差を補正しようとしているため、実際に部品を吸着するために下降した時の高さと相違があったり、部品供給装置の供給する部品の高さがばらついているような場合にその誤差を正確に補正することができないという欠点があり、またノズルを部品を吸着させないで高さの測定をすることは時間が掛かり、その動作中は部品の装着作業ができないか、または遅くなってしまい、電子部品装着の稼働率を落としてしまうという欠点がある。
【０００５】
そこで本発明は、装置の稼働率を維持しながら部品を確実に吸着することができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記検出手段に検出された前記吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量を算出する算出手段と、該算出手段の算出した下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段を設けたものである。
【０００７】
また本発明は、部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、該検出手段に検出された吸着異常を吸着ノズルの複数回の吸着動作にわたり記憶する吸着異常記憶手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記吸着異常記憶手段に記憶された吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量を算出する算出手段と、前記吸着異常記憶手段の記憶する吸着異常の状態に応じ該算出手段の算出した下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段を設けたものである。
【０００８】
また本発明は、部品供給装置が供給する電子部品を複数の吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、該検出手段に検出された吸着異常を吸着ノズル毎に記憶する吸着異常記憶手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記吸着異常記憶手段に記憶された吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量を算出する算出手段と、該算出手段の算出した下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段を設けたものである。
【０００９】
また本発明は、複数の部品供給装置が夫々供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、該検出手段に検出された吸着異常を前記部品供給装置毎に記憶する吸着異常記憶手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記吸着異常記憶手段に記憶された吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量を算出する算出手段と、該算出手段の算出した下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段を設けたものである。
【００１０】
また本発明は、吸着異常の種類に応じて制御手段が下降量を制御した後に前記検出手段がさらに吸着異常を検出した場合に吸着異常が下降量の制御では改善しないことを判断する判断手段と、該判断手段が吸着ノズルの下降量の制御では吸着異常が改善されないと判断した時に対象となる吸着ノズルまたは部品供給装置についての吸着ノズルの昇降の速度を低速とするよう前記ノズル昇降手段を制御する速度制御手段を設けたものである。
【００１１】
また本発明は、部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記検出手段に検出された吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段と、前記補正値に基づく下降量により、あるいは前記補正値に基づく下降量の補正回数により部品供給装置または吸着ノズルがメンテナンスを必要であることを判断する判断手段と、該判断手段がメンテナンスを必要と判断した場合にその旨を表示する表示手段とを設けたものである。
【００１２】
また本発明は、部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品の装着方法において、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出工程と、前記部品供給装置より電子部品を取り出す時の吸着ノズルの下降量を補正する補正値を前記検出工程で検出された吸着異常の種類に応じて記憶する記憶工程と、該記憶工程にて記憶された補正値に基づき前記部品供給装置より電子部品を取り出す時の吸着ノズルの下降量を算出する算出工程とを有し、該算出工程で算出された下降量だけ前記吸着ノズルを下降させて電子部品を部品供給装置より吸着するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づき詳述する。
【００１４】
図２及び図３に於て、１はＹ軸モータ２の回動によりＹ方向に移動するＹテーブルであり、３はＸ軸モータ４の回動によりＹテーブル１上でＸ方向に移動することにより結果的にＸＹ方向に移動するＸＹテーブルであり、チップ状電子部品５（以下、チップ部品あるいは部品という。）が装着されるプリント基板６が図示しない固定手段に固定されて載置される。
【００１５】
７は供給台であり、チップ部品５を供給する部品供給装置８が多数台配設されている。９は供給台駆動モータであり、ボールネジ軸１０を回動させることにより、該ボールネジ軸１０が螺合し供給台７に固定されたナット１１を介して、供給台７がリニアガイド１２に案内されてＸ方向に移動する。１３は間欠回動するロータリテーブルであり、該テーブル１３の外縁部には吸着ノズル１４を複数本有する装着ヘッド１５が間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されている。
【００１６】
ロータリテーブル１３の間欠回転による装着ヘッド１５の停止位置の一つである吸着ステ−ションＩでは該ヘッド１５の吸着ノズル１４が部品供給装置８が供給する電子部品５を吸着して取り出す。
【００１７】
装着ヘッド１５の他の停止位置である認識ステ−ションＩＩには部品認識装置１６が設けられており、吸着ノズル１４が吸着する部品５の位置ずれを部品５の下面をカメラにて所定の視野範囲で撮像しその撮像画面を認識処理して認識する。
【００１８】
認識ステーションＩＩの次の装着ヘッド１５の停止する位置が角度補正ステーションＩＩＩであり、認識装置１６の認識結果によるチップ部品５の角度位置ずれを補正する角度量を予め決められた角度量に加味した角度量だけヘッド回動装置１７が装着ヘッド１５をθ方向に回動させる。θ方向とは上下方向に伸びるノズル１４の軸の周りに回転する方向である。
【００１９】
角度補正ステーションＩＩＩの次の次の停止位置が、装着ステーションＩＶであり、前記基板６に該ステーションＩＶの吸着ノズル１４の吸着する部品５が装着ヘッド１５の下降により装着される。
【００２０】
装着ヘッド１５の停止位置である吸着ミス検出ステ−ションＶには吸着ミス検出装置３５が設けられ、吸着ノズル１４の部品５の吸着の有無若しくは吸着姿勢の異常を検出している。部品５の無し及び吸着姿勢の異常の両者を吸着異常と言うものとする。該吸着ミス検出装置３５は垂直方向に投光素子及び該投光素子からの光を受光する受光素子が多数配設されたラインセンサにより構成されている。この吸着異常は吸着ミスあるいは吸着不良と呼ばれることもある。
【００２１】
２０は上下動する昇降棒であり、部品供給装置８の揺動レバー２１に係合して揺動させチップ部品５を所定間隔に封入した図示しない部品収納テープを該間隔に合わせて間欠送りさせ吸着ノズル１４の部品吸着位置にチップ部品５を供給する。２２は該図示しない部品収納テープを巻回するテープリールである。
【００２２】
次に、装着ヘッド１５及び該ヘッド１５即ち吸着ノズル１４を昇降させる吸着ノズル昇降手段について説明する。
【００２３】
各装着ヘッド１５はロータリテーブル１３を内側と外側の２ケ所で上下動可能に貫通するヘッド昇降シャフト２４の下部に取り付けられており、該シャフト２４上部はＬ字形状のローラ取り付け体２５に固定されている。ローラ取り付け体２５の上部にはその内方に突出する上カムフォロワ２６及び下カムフォロワ２７が回動可能に枢支される。
【００２４】
支持台１８のロータリテーブル１３の回動軸のまわりには該支持台１８に対して固定して円筒リブカム２８が突設され、前記上カムフォロワ２６は該カム２８の上面に接して取り付け体２５を吊り下げ支持することにより装着ヘッド１５を支持している。
【００２５】
図３乃至図５において、７０は断面コの字形状の昇降ブロックであり、吸着ステーションＩにおいて円筒リブカム２８が切り欠かれた部分に配置され、支持板７１に取り付けられたガイド７２に沿って上下動する昇降板７３にその上端が取り付けられている。
【００２６】
昇降ブロック７０下部の突片７４は昇降ブロック７０の上昇位置にて円筒リブカム２８の延長位置にありロータリテーブル１３の回動によりカムフォロワ２６、２７が該突片７４の上下を挟んで乗り移ることができるようになされている。
【００２７】
昇降板７３の上端にはレール７５が取り付けられ、該レール７５に沿ってガイド部７６が水平方向に移動可能となっているため、該ガイド部７６を図４の背面に有する移動体７７は上下左右方向に移動可能となっている。移動体７７の表側の面には一対のローラ７８が回動可能に取り付けられており、ストローク可変板７９の図１の右端に形成された上下方向に伸びる上下ガイド片８０を挟んでいるため、該移動体７７は該ガイド片８０に案内されて上下方向に移動する。これによりレール７５及び昇降板７３も昇降することになる。
【００２８】
８１はストロークモータであり、ボールネジ８２を回動させ該ボールネジ８２が螺合するナット８３に取り付けられた前記可変板７９をガイド８４に沿って左右に移動させる。該可変板７９の移動によりガイド片８０を挟むローラ７８を介して移動体７７はレール７５に沿って移動する。
【００２９】
８５は支軸８６のまわりに回動可能なカムレバー８７の一端に枢支されたカムフォロワ８８に係合し該レバー８７を揺動させるカムであり、カム８５の回動によりレバー８７が揺動するとレバー８７の他端に回動可能に枢支されたリンクレバー８９を介して該リンクレバー８９の他端に回動可能に枢支された上下揺動レバー９０が支軸９１のまわりに揺動する。
【００３０】
該レバー９０に形成された係合片９２には移動体７７の図４の背面に回動可能に取り付けられたカムフォロワ９３がレール７５と支持台１８の間に張架された引張りバネ９４に引っ張られて係合する。従って、移動体７７はレバー９０の揺動によりストロークモータ８１が回動することにより左右方向の位置が決められたガイド片８０に沿って上下動することになる。
【００３１】
係合片９２はカム８５の回動により図４の実線の位置と２点鎖線の位置の間を揺動するが、一番高い位置である実線の位置ではカムフォロワ９３の係合する面は水平であり、この位置ではモータ８１の回動によりガイド片８０がどの位置にあっても移動体７７、即ち昇降ブロック７０の高さ位置は変わらずカフォロワ２６、２７が円筒リブカム２８と昇降ブロック７０との間を乗り移れるようになっている。また、ガイド片８０の左右方向の位置により移動体７７、即ち昇降ブロック７０の下限位置は変わり、吸着ノズル１４の上下ストロークは変化することになる。
【００３２】
カム８５の回動により該ブロック７０は一つ前のステーションの装着ヘッド１５が吸着ステーションＩに移動して停止するまで上昇状態を保ち、装着ヘッド１５が吸着ステーションＩに移動して停止してから下降し、次のロータリテーブル１３の回動までに上昇するようになされている。
【００３３】
装着ステーションＩＶにおいても同様な構造のものが設けられ、昇降ブロック７０が昇降され、装着ヘッド１５が該ステーションＩＶに停止している間に該ブロック７０の下降によりノズル１４は下降し吸着されている部品５が基板６に装着され、そして上昇する。
【００３４】
次に、図１に基づき電子部品自動装着装置の制御ブロックについて説明する。
【００３５】
３０はＣＰＵであり、ＲＡＭ３１に記憶されたデータに基づき、ＲＯＭ３２に記憶されたプログラムに従って電子部品自動装着装置の部品装着に係る動作を統括制御する。ＣＰＵ３０にはインターフェース３３及び駆動回路３４を介して前記Ｘ軸モータ４、Ｙ軸モータ２、供給台駆動モータ９及びストロークモータ８１等の制御対象が接続されている。また、インターフェース３３には部品認識装置１６、吸着ミス検出装置３５及びＣＲＴ３６等が接続されている。
【００３６】
さて、電子部品を正しい姿勢で吸着する場合には、吸着ノズル１４が最下降した位置で、該ノズル１４の下端面と吸着すべき部品５との間に例えば図６に示すような適正隙間が空いていることが必要である。吸着ノズル１４が最下降した位置が低過ぎ例えば図７に示すように隙間がないか隙間が小さい場合には部品５を吸着することができない傾向となる。また、吸着ノズル１４が最下降した位置が高過ぎると図８に示すように吸着すべき面と異なる面を吸着するという所謂立ちの状態で部品５が吸着されてしまう傾向となる。
【００３７】
このように部品５の無しの傾向が続く場合にはノズル１４と部品５との隙間が少なすぎることが多く、立ちの傾向が続く場合には隙間が大きすぎることが多いため、吸着ノズル１４の下降距離を制御してやることにより無し及び立ちを少なくすることができる。
【００３８】
従って、これらの吸着異常の場合に、このように吸着ノズル１４の最下降の位置が高すぎたり、低すぎたりするものとして、適正な隙間ができる位置になるよう、吸着ノズル１４の下降量を補正してやることが有効となるが、前記ＲＡＭ３１には吸着異常率を検出するための以下に示すカウンタ及びメモリ群が備えられており、部品供給装置８毎あるいは、吸着ノズル１４毎に所定の吸着異常率に達した場合に、吸着ノズル１４の下降量の補正ができるようにしている。
【００３９】
即ち、ＲＡＭ３１には、部品供給装置８毎に（正確には部品供給装置８を取り付ける位置を示す番号毎に）、当該部品供給装置８から電子部品５を取り出す動作が行われる毎にその回数を計数する吸着カウンタ、吸着ミス検出装置３５で立ち状態が検出された回数を計数する立ち回数カウンタ及び検出装置３５で無しが検出された回数を計数する無し回数カウンタが設けられている。
【００４０】
また、ＲＡＭ３１には、吸着ノズル１４毎に、当該吸着ノズル１４が電子部品５を取り出す動作が行われる毎にその回数を計数する吸着カウンタ、吸着ミス検出装置３５で立ち状態が検出された回数を計数する立ち回数カウンタ及び検出装置３５で無しが検出された回数を計数する無し回数カウンタが設けられている。
【００４１】
また、ＲＡＭ３１には、検出回数設定メモリ及び吸着異常率設定メモリが設けられており、部品供給装置８毎に、あるいは吸着ノズル１４毎に設けられている吸着カウンタが検出回数設定メモリに設定された回数をカウントしたときの吸着異常率（即ち、立ち回数カウンタまたは無し回数カウンタの値を吸着カウンタの値で割った率）と吸着異常率設定メモリに記憶されている吸着異常率との比較がＣＰＵ３０により行われるようになされ吸着異常を複数回にわたり記憶することでその状態を正確に把握して制御できるようにしている。実際には、検出回数設定メモリの値に吸着異常率設定メモリに設定された率を乗算した回数と立ち回数カウンタまたは無し回数カウンタの値とを比較するものであり、乗算した回数を超えたときに、吸着異常設定メモリに設定した吸着異常率を超えたと判断し、この時点で当該吸着ノズル１４または部品供給装置８についての各カウンタをクリアして値を０として、次の計数に備えられる。
【００４２】
また、ＲＡＭ３１には、吸着異常率が設定された値を超えた場合に、次の当該吸着ノズル１４による部品５の吸着時あるいは当該部品供給装置８から部品５を吸着する時の吸着ノズル１４即ち装着ヘッド１５の下降量を標準のものから補正するための下降距離補正量が格納されており、立ちの異常率が設定を超えた場合には下降量をこの補正量だけ長くして、無しの異常率が設定を超えた場合には下降量をこの補正量だけ短くする。この補正量は両異常について同一にして例えば０．０５ｍｍ程度とすればよいが、立ちの場合と無しの場合に夫々異なる値としてもよい。
【００４３】
また、ＲＡＭ３１には補正を行う回数をカウントする補正回数カウンタが設けられると共に、この補正する回数の制限となる回数を設定する補正制限回数メモリも設けられている。本実施例の場合には２回と設定されているものとする。
【００４４】
また、ＲＡＭ３１には補正制限回数メモリに設定する補正回数の補正によっても吸着異常に改善がない場合に、装着ヘッド１５の下降速度を低速にするための速度データが記憶されている。装着ヘッド１５の下降速度は該ヘッド１５の下降がロータリテーブル１３を間欠回転させるためのモータにより同時に回転しているカムのより行われているため、ロータリテーブル１３の回転の速度として記憶され、通常は１回の間欠回転に要するタクトタイムで表されている。
【００４５】
以下動作について説明する。
【００４６】
先ず、図示しない操作部の操作により電子部品自動装着装置の自動運転が開始される。
【００４７】
即ち、図示しない部品装着順に装着すべき部品の供給台７上での取付位置を示すデータに従って、モータ９が回動され供給すべき部品５の部品供給装置８が昇降棒２０がテープ送りできる位置に停止される。
【００４８】
当該部品５を取り出すために当該部品５の厚さ及び部品供給装置８の供給形態による部品５の供給台７での高さにあった予め定められてＲＡＭ３１またはＲＯＭ３２に記憶されている吸着ノズル１４の標準の上下動ストロークとするためストロークモータ８１が回動されボールネジ８２の回動によりストローク可変板７９が適当な位置に位置決めされカムフォロワ９３が適切な位置になされる。
【００４９】
図示しないカムの回動による昇降棒２０の下降により揺動レバー２１が揺動すると図示しないテープが所定ピッチ間欠的に送られ、部品５の供給が行われる。
【００５０】
カム８５が回動すると昇降板７３がカムフォロワ９３の水平方向の位置に合わせたストローク下降してその結果吸着ステーションＩに停止している装着ヘッド１５及び吸着ノズル１４が部品５の高さに合わせた距離を下降して最下降位置で図６に示すようにノズル１４と部品５が適正な隙間を存して位置決めされる。
【００５１】
このようにして、図示しない真空源に連通する吸着ノズル１４の真空吸引により部品５が吸着され、さらなるカム８５の回動によりノズル１４は上昇する。
【００５２】
この時、部品５はその吸着すべき面である上面がノズル１４に吸着されている正しい姿勢で吸着される。
【００５３】
次に、昇降ブロック７０が円筒リブカム２８と同じ高さとなる最高位置まで上昇した後、ロータリテーブル１３の回転が開始され、吸着ステーションＩに停止していた装着ヘッド１５がカムフォロワ２６、２７がカム２８を挟んで移動して次のステーションに移動する。
【００５４】
次に、次の装着ヘッド１５が吸着ステーションＩに移動する前にストロークモータ８１が回動され次の部品５の高さに合わせた装着ヘッド１５のストロークとなるようになされる。
【００５５】
このようにして、次の装着ヘッド１５が吸着ステーションＩに停止すると前述と同様にして部品供給装置８のテープ送り動作及び装着ヘッド１５の昇降動作が行われ、吸着ノズル１４が部品５を吸着する。
【００５６】
次に、吸着ステ−ションＩで電子部品５を吸着した吸着ノズル１４を有する装着ヘッド１５が吸着ミス検出ステ−ションＶに移動すると、吸着ミス検出装置３５が吸着ノズル１４に吸着された部品５の吸着の状態もしくは吸着されているかどうかの吸着異常があるかを検出するが、部品５の最下端の位置がラインセンサに検出され、この値が正常であるので正常に吸着されていることが判断される。
【００５７】
この判断の後、当該部品５が取り出された部品供給装置８に対する吸着カウンタ及び当該部品５を吸着している吸着ノズル１４に対する吸着カウンタが１回を計数し、立ち回数カウンタ及び無し回数カウンタは計数をしない。
【００５８】
次に、部品５を吸着して保持した装着ヘッド１５が部品認識ステーションＩＩに停止すると、部品認識装置１６が吸着ノズル１４に吸着されている部品５の位置ずれを認識し、角度補正ステーションＩＩＩにてヘッド回動装置１７のヘッド１５の回動により角度位置ずれが補正され、装着ステーションＩＶにてＸＹテーブル３が認識された位置ずれを補正して装着すべき位置にプリント基板を位置決めして、装着ヘッド１５が吸着ステーションＩの場合と同様にして下降して部品５の装着がなされる。
【００５９】
このようにして、各部品供給装置８から順次各装着ヘッド１５の選択された吸着ノズル１４が部品５の吸着及び基板６への装着を行うが、１つの部品供給装置８について、部品５の上面の位置がデータに示される値よりも高いものが多く供給されるとすると、吸着ステ−ションＩでこの部品供給装置８より部品５を取り出すときに、吸着ノズル１４が下降して最下降位置で図７に示すように部品５とノズル１４との隙間がない状態となり、このような場合部品５を吸着することができずに吸着ノズル１４は上昇する。
【００６０】
次に、当該ヘッド１５が吸着ミス検出ステ−ションＶに達すると検出装置３５は吸着ノズル１４の下端面の高さ位置を検出して部品５の無しが検出される。
【００６１】
この後、当該ノズル１４及び当該部品供給装置８の吸着カウンタ及び無し回数カウンタが１回を計数して歩進される。
【００６２】
このようにして、同じ部品供給装置８より部品５が取り出される場合には、高頻度に部品５の無しが検出され、当該部品供給装置８の無し回数カウンタの値は増加していく。このカウンタの値が検出回数設定メモリの回数に対する吸着異常設定メモリの異常率に対応した回数になると、ＣＰＵ３０は当該部品供給装置８の部品５のレベルが高いと判断し、当該部品供給装置８より部品５を取り出す場合にヘッド１５の下降量を短くすることを判断し、その下降量をＲＡＭ３１に記憶された下降距離補正量より同補正量分だけ短くすることを算出する。次に、当該部品供給装置８から部品５を取り出す場合に、ＣＰＵ３０は補正した距離だけ短くなるようにストロークモータ８１の回動量を制御し、カム８５の回動により装着ヘッド１５はこの下降量だけ下降して部品５の吸着を行う。また、異常が判断されると、当該部品供給装置８に対応する吸着カウンタ、立ち回数カウンタ及び無し回数カウンタはクリアされ０となる。
【００６３】
次に、当該部品供給装置８より部品５が取り出され、図６に示すような略適正な隙間であれば、部品５の吸着異常が発生しなくなり、立ち回数カウンタの値が増加することなく、以後吸着動作がこの下降量にて行われる。
【００６４】
また、１つの吸着ノズル１４が摩耗等でその下端面の高さ位置が高くなっているとすると、この吸着ノズル１４が吸着ステ−ションＩで下降したときに、最下端位置で図８に示すように部品５との隙間が大きくなり、このような場合には、図８の２点鎖線で示すように本来吸着すべきでない部品５の側面が吸着され、立ちの状態で取り出されることとなる。
【００６５】
この状態で吸着ミス検出ステ−ションＶに達すると部品５の下端面の位置が検出され、その位置は本来よりも低い位置となるので、立ちが検出され、当該吸着ノズル１４の吸着カウンタ及び立ち回数カウンタが１歩進される。尚、このとき、この部品５が取り出された部品供給装置８の吸着カウンタ及び立ち回数カウンタも１歩進される。
【００６６】
このようにして、この吸着ノズル１４で吸着する場合に立ちの検出される頻度が高くなり、立ち回数カウンタの値が増加して設定されを吸着異常率以上となる回数に達すると、ＣＰＵ３０は当該吸着ノズル１４の下降距離が足りないことを判断し、前述と同様に下降距離補正量に基づきが補正量だけ増加した下降距離を算出する。
【００６７】
次に、当該吸着ノズル１４で部品５を吸着する場合には、ＣＰＵ３０は算出した下降量だけ装着ヘッド１５を下降させるように、ストロークモータ８１の回動量を制御してヘッド１５の下降を行わせる。
【００６８】
部品５とノズル１４の隙間が適正なものとなれば、以後の吸着は補正された下降量の吸着ノズル１４の下降により、吸着異常の発生の頻度が少ない状態で行われる。
【００６９】
次に、１回の下降量の補正ではまだ補正が不十分であるような場合には、吸着ミス検出ステ−ションＶでの検出により吸着異常の発生する頻度が高く、立ち回数カウンタまたは、無し回数カウンタの値が増加して、設定された吸着異常率を再度超えてしまうことがあるが、このような場合には、ＣＰＵ３０は再度、下降距離補正量分だけ現在の下降量に対して増加あるいは減少した下降量を算出し、判断した次の当該部品供給装置８あるいは、吸着ノズル１４についての部品５の取出時から算出した新しい下降量だけノズル１４が下降するように制御され補正回数カウンタは２回をカウントする。
【００７０】
このようにしても、再度、吸着異常が設定された異常率を超える場合には、ＣＰＵ３０は補正制限回数メモリの回数が２回であるため、下降量をさらに補正することはせず下降量の制御では吸着異常が改善しないことを判断する。次に、当該部品供給装置８から部品５を取り出す場合もしくは当該吸着ノズル１４で部品を取り出す場合には、ＣＰＵ３０は装着ヘッド１５を標準の速度よりも低速で下降させるように制御する。この制御はＲＡＭ３１に格納された遅くすべきタクトタイムのデータに従って行われ、またこのときの吸着ノズル１４の下降量はすでに補正されたものではなく、補正前の本来下降すべき標準の距離に戻された下降距離で下降される。このようにすることで部品５の吸着ミス（吸着異常）は起こりにくくなる。
【００７１】
尚、下降量の制御では吸着異常が改善しないことを判断するのは、補正の回数ではなく、標準の下降量に対する補正した距離でもよく、例えば隙間が大きいとして複数回にわたり補正した距離では、通常考えられる隙間の大きさからすると部品５の上面にあたり部品５を押し込んでしまうような距離になってしまうため、そのような距離を補正の制限とするものである。前述する補正の回数も同じ方向に補正していった場合にこの補正を制限すべき距離となってしまうような回数として設定されるのが普通である。または、補正距離と補正回数の両方で制限をしてもよい。
【００７２】
次に、吸着ノズル１４の下降及び上昇を低速にして部品５を取り出す場合についても、前述する吸着カウンタ、立ち回数カウンタ及び無し回数カウンタのカウントは続けられ、吸着異常率が設定よりも多くなれば、昇降速度は低速にした状態で前述と同様に下降距離を補正しての制御を行う。
【００７３】
このようにしても補正制限回数または制限すべき距離となった場合には、当該部品供給装置８からは部品５の取出しを行わずまたは当該吸着ノズル１４を用いては部品５の取出しをしないようにすると共に、ＣＲＴ３６に吸着異常となった部品供給装置８が部品取出不可能である旨あるいは、吸着ノズル１４が吸着異常となり部品取出不可能である旨及びメンテナンスが必要である旨を表示する。吸着ノズル１４については考えられる吸引孔のつまり等の原因も合わせて表示するようにしてもよい。また、ノズル１４の昇降速度を低速にした場合には、吸着異常率を超えたならば、ノズル１４の下降距離の補正は行わずに直ちに使用を停止してＣＲＴ３６への表示を行うようにしてもよい。あるいは、ノズル１４の下降量の調整のみで異常が解消しないとき（補正制限回数等の制限すべき状態となったとき）、にメンテナンスをすべきと判断してこの使用の中止及びメンテナンスをすべき旨の表示を行ってもよい。
【００７４】
尚、吸着異常を判断するのに吸着異常率により判断するようにしたが、これと共に、連続して吸着異常（部品無しなら部品無しの連続というように同一種類の異常によるものに限る。）した場合に、下降距離の補正を行うようにしてもよく、この補正をするべきと判断する連続回数をＲＡＭ３１等に設定して記憶するようにすればよい。
【００７５】
また、本実施例では部品供給装置８及び吸着ノズル１４毎に吸着異常率を検出するためのカウンタを設けたが、装着ヘッド１５毎に設けるようにしてもよい。
【００７６】
また、吸着ノズル昇降手段は本実施例では、カム８５の回動により上下動するヘッド１５の昇降のストロークをストロークモータ８１及び上下揺動レバー９０等で構成される機構で変更する構造のものであったが、吸着ノズルを有するヘッドをボールネジの回動あるいはリニアモータ等により直接昇降させる場合であっても、そのストローク即ち下降量を補正することにより、本実施例と同様に吸着異常に対する対応をすることができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、吸着異常の種類に応じて予め記憶された補正値に基づき吸着ノズルの下降量を補正して吸着するので装置の稼働率を下げることなく、吸着異常を解消し、部品を安定して吸着させるようにすることができる。
【００７８】
また、吸着ノズルの複数回の吸着動作にわたり吸着異常を記憶してその吸着異常の状態に応じて吸着ノズルの下降を制御するので、吸着異常の状態を正確に把握してその補正を行うことができる。
【００７９】
また、吸着ノズル毎に吸着異常を記憶するので、吸着ノズルの個々について正確に補正を行うことができる。
【００８０】
また、部品供給装置毎に吸着異常を記憶するので、部品供給装置の供給する部品に部品供給装置毎にばらつきがあっても正確にその補正を行うことができる。
【００８１】
また、吸着ノズルの下降量の制御では吸着異常を改善させることができないときであってもノズルの下降速度を低速にすることで吸着異常をなくすようにすることができる。
【００８２】
また、補正値に基づく下降量により、あるいは前記補正値に基づく下降量の補正回数により部品供給装置または吸着ノズルにメンテナンスが必要なことが判断される場合にはその旨が表示され、適切な処置がされ正常運転に復帰させるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子部品自動装着装置の制御ブロック図である。
【図２】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の平面図である。
【図３】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の側面図である。
【図４】装着ヘッドの昇降機構を示す正面図である。
【図５】装着ヘッドの昇降機構を示す側面図である。
【図６】吸着ノズルが最下降位置で電子部品と適正な隙間を有している状態を示す側面図である。
【図７】吸着ノズルが最下降位置で電子部品と隙間が無い状態を示す側面図である。
【図８】吸着ノズルが最下降位置で電子部品と大きな隙間を有している状態を示す側面図である。
【符号の説明】
５ チップ状電子部品
６ プリント基板
８ 部品供給装置
１４ 吸着ノズル
３０ ＣＰＵ（算出手段）（制御手段）（判断手段）
３１ ＲＡＭ（補正値記憶手段）（吸着異常記憶手段）
３５ 吸着ミス検出装置
７０ 昇降ブロック（吸着ノズル昇降手段）
７３ 昇降板（吸着ノズル昇降手段）
７７ 移動体（吸着ノズル昇降手段）
８１ ストロークモータ（吸着ノズル昇降手段）
８５ カム（吸着ノズル昇降手段）
８７ カムレバー（吸着ノズル昇降手段）
９０ 上下揺動レバー（吸着ノズル昇降手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置及び装着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種電子部品自動装着装置においては、部品供給装置から電子部品が吸着ノズルに吸着される時に、吸着ノズルの吸着面と部品の上面の位置関係によっては、部品が吸着されない、または吸着すべき面でない面を吸着してしまい電子部品が所謂立った状態となってしまうといった吸着異常を引き起こすことがある。
【０００３】
この問題を解決するための電子部品自動装着装置として、特開平５−１９８９７７号公報に記載されたものが知られている。この従来技術によれば、吸着ノズルが電子部品を吸着した後吸着不良が検出された場合には、ノズル高さが正常かどうかが検出され、正常な範囲である回数が記憶される。この記憶された吸着不良の率がある規定値を越えた場合にノズル高さの測定が行われ、ノズル高さの誤差が計算され、その後の部品吸着の際にノズル高さの誤差を補正している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術では、吸着ノズルの高さのみを測定してその誤差を補正しようとしているため、実際に部品を吸着するために下降した時の高さと相違があったり、部品供給装置の供給する部品の高さがばらついているような場合にその誤差を正確に補正することができないという欠点があり、またノズルを部品を吸着させないで高さの測定をすることは時間が掛かり、その動作中は部品の装着作業ができないか、または遅くなってしまい、電子部品装着の稼働率を落としてしまうという欠点がある。
【０００５】
そこで本発明は、装置の稼働率を維持しながら部品を確実に吸着することができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記検出手段に検出された前記吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量を算出する算出手段と、該算出手段の算出した下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段を設けたものである。
【０００７】
また本発明は、部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、該検出手段に検出された吸着異常を吸着ノズルの複数回の吸着動作にわたり記憶する吸着異常記憶手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記吸着異常記憶手段に記憶された吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量を算出する算出手段と、前記吸着異常記憶手段の記憶する吸着異常の状態に応じ該算出手段の算出した下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段を設けたものである。
【０００８】
また本発明は、部品供給装置が供給する電子部品を複数の吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、該検出手段に検出された吸着異常を吸着ノズル毎に記憶する吸着異常記憶手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記吸着異常記憶手段に記憶された吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量を算出する算出手段と、該算出手段の算出した下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段を設けたものである。
【０００９】
また本発明は、複数の部品供給装置が夫々供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、該検出手段に検出された吸着異常を前記部品供給装置毎に記憶する吸着異常記憶手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記吸着異常記憶手段に記憶された吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量を算出する算出手段と、該算出手段の算出した下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段を設けたものである。
【００１０】
また本発明は、吸着異常の種類に応じて制御手段が下降量を制御した後に前記検出手段がさらに吸着異常を検出した場合に吸着異常が下降量の制御では改善しないことを判断する判断手段と、該判断手段が吸着ノズルの下降量の制御では吸着異常が改善されないと判断した時に対象となる吸着ノズルまたは部品供給装置についての吸着ノズルの昇降の速度を低速とするよう前記ノズル昇降手段を制御する速度制御手段を設けたものである。
【００１１】
また本発明は、部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記検出手段に検出された吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段と、前記補正値に基づく下降量により、あるいは前記補正値に基づく下降量の補正回数により部品供給装置または吸着ノズルがメンテナンスを必要であることを判断する判断手段と、該判断手段がメンテナンスを必要と判断した場合にその旨を表示する表示手段とを設けたものである。
【００１２】
また本発明は、部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品の装着方法において、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出工程と、前記部品供給装置より電子部品を取り出す時の吸着ノズルの下降量を補正する補正値を前記検出工程で検出された吸着異常の種類に応じて記憶する記憶工程と、該記憶工程にて記憶された補正値に基づき前記部品供給装置より電子部品を取り出す時の吸着ノズルの下降量を算出する算出工程とを有し、該算出工程で算出された下降量だけ前記吸着ノズルを下降させて電子部品を部品供給装置より吸着するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づき詳述する。
【００１４】
図２及び図３に於て、１はＹ軸モータ２の回動によりＹ方向に移動するＹテーブルであり、３はＸ軸モータ４の回動によりＹテーブル１上でＸ方向に移動することにより結果的にＸＹ方向に移動するＸＹテーブルであり、チップ状電子部品５（以下、チップ部品あるいは部品という。）が装着されるプリント基板６が図示しない固定手段に固定されて載置される。
【００１５】
７は供給台であり、チップ部品５を供給する部品供給装置８が多数台配設されている。９は供給台駆動モータであり、ボールネジ軸１０を回動させることにより、該ボールネジ軸１０が螺合し供給台７に固定されたナット１１を介して、供給台７がリニアガイド１２に案内されてＸ方向に移動する。１３は間欠回動するロータリテーブルであり、該テーブル１３の外縁部には吸着ノズル１４を複数本有する装着ヘッド１５が間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されている。
【００１６】
ロータリテーブル１３の間欠回転による装着ヘッド１５の停止位置の一つである吸着ステ−ションＩでは該ヘッド１５の吸着ノズル１４が部品供給装置８が供給する電子部品５を吸着して取り出す。
【００１７】
装着ヘッド１５の他の停止位置である認識ステ−ションＩＩには部品認識装置１６が設けられており、吸着ノズル１４が吸着する部品５の位置ずれを部品５の下面をカメラにて所定の視野範囲で撮像しその撮像画面を認識処理して認識する。
【００１８】
認識ステーションＩＩの次の装着ヘッド１５の停止する位置が角度補正ステーションＩＩＩであり、認識装置１６の認識結果によるチップ部品５の角度位置ずれを補正する角度量を予め決められた角度量に加味した角度量だけヘッド回動装置１７が装着ヘッド１５をθ方向に回動させる。θ方向とは上下方向に伸びるノズル１４の軸の周りに回転する方向である。
【００１９】
角度補正ステーションＩＩＩの次の次の停止位置が、装着ステーションＩＶであり、前記基板６に該ステーションＩＶの吸着ノズル１４の吸着する部品５が装着ヘッド１５の下降により装着される。
【００２０】
装着ヘッド１５の停止位置である吸着ミス検出ステ−ションＶには吸着ミス検出装置３５が設けられ、吸着ノズル１４の部品５の吸着の有無若しくは吸着姿勢の異常を検出している。部品５の無し及び吸着姿勢の異常の両者を吸着異常と言うものとする。該吸着ミス検出装置３５は垂直方向に投光素子及び該投光素子からの光を受光する受光素子が多数配設されたラインセンサにより構成されている。この吸着異常は吸着ミスあるいは吸着不良と呼ばれることもある。
【００２１】
２０は上下動する昇降棒であり、部品供給装置８の揺動レバー２１に係合して揺動させチップ部品５を所定間隔に封入した図示しない部品収納テープを該間隔に合わせて間欠送りさせ吸着ノズル１４の部品吸着位置にチップ部品５を供給する。２２は該図示しない部品収納テープを巻回するテープリールである。
【００２２】
次に、装着ヘッド１５及び該ヘッド１５即ち吸着ノズル１４を昇降させる吸着ノズル昇降手段について説明する。
【００２３】
各装着ヘッド１５はロータリテーブル１３を内側と外側の２ケ所で上下動可能に貫通するヘッド昇降シャフト２４の下部に取り付けられており、該シャフト２４上部はＬ字形状のローラ取り付け体２５に固定されている。ローラ取り付け体２５の上部にはその内方に突出する上カムフォロワ２６及び下カムフォロワ２７が回動可能に枢支される。
【００２４】
支持台１８のロータリテーブル１３の回動軸のまわりには該支持台１８に対して固定して円筒リブカム２８が突設され、前記上カムフォロワ２６は該カム２８の上面に接して取り付け体２５を吊り下げ支持することにより装着ヘッド１５を支持している。
【００２５】
図３乃至図５において、７０は断面コの字形状の昇降ブロックであり、吸着ステーションＩにおいて円筒リブカム２８が切り欠かれた部分に配置され、支持板７１に取り付けられたガイド７２に沿って上下動する昇降板７３にその上端が取り付けられている。
【００２６】
昇降ブロック７０下部の突片７４は昇降ブロック７０の上昇位置にて円筒リブカム２８の延長位置にありロータリテーブル１３の回動によりカムフォロワ２６、２７が該突片７４の上下を挟んで乗り移ることができるようになされている。
【００２７】
昇降板７３の上端にはレール７５が取り付けられ、該レール７５に沿ってガイド部７６が水平方向に移動可能となっているため、該ガイド部７６を図４の背面に有する移動体７７は上下左右方向に移動可能となっている。移動体７７の表側の面には一対のローラ７８が回動可能に取り付けられており、ストローク可変板７９の図１の右端に形成された上下方向に伸びる上下ガイド片８０を挟んでいるため、該移動体７７は該ガイド片８０に案内されて上下方向に移動する。これによりレール７５及び昇降板７３も昇降することになる。
【００２８】
８１はストロークモータであり、ボールネジ８２を回動させ該ボールネジ８２が螺合するナット８３に取り付けられた前記可変板７９をガイド８４に沿って左右に移動させる。該可変板７９の移動によりガイド片８０を挟むローラ７８を介して移動体７７はレール７５に沿って移動する。
【００２９】
８５は支軸８６のまわりに回動可能なカムレバー８７の一端に枢支されたカムフォロワ８８に係合し該レバー８７を揺動させるカムであり、カム８５の回動によりレバー８７が揺動するとレバー８７の他端に回動可能に枢支されたリンクレバー８９を介して該リンクレバー８９の他端に回動可能に枢支された上下揺動レバー９０が支軸９１のまわりに揺動する。
【００３０】
該レバー９０に形成された係合片９２には移動体７７の図４の背面に回動可能に取り付けられたカムフォロワ９３がレール７５と支持台１８の間に張架された引張りバネ９４に引っ張られて係合する。従って、移動体７７はレバー９０の揺動によりストロークモータ８１が回動することにより左右方向の位置が決められたガイド片８０に沿って上下動することになる。
【００３１】
係合片９２はカム８５の回動により図４の実線の位置と２点鎖線の位置の間を揺動するが、一番高い位置である実線の位置ではカムフォロワ９３の係合する面は水平であり、この位置ではモータ８１の回動によりガイド片８０がどの位置にあっても移動体７７、即ち昇降ブロック７０の高さ位置は変わらずカフォロワ２６、２７が円筒リブカム２８と昇降ブロック７０との間を乗り移れるようになっている。また、ガイド片８０の左右方向の位置により移動体７７、即ち昇降ブロック７０の下限位置は変わり、吸着ノズル１４の上下ストロークは変化することになる。
【００３２】
カム８５の回動により該ブロック７０は一つ前のステーションの装着ヘッド１５が吸着ステーションＩに移動して停止するまで上昇状態を保ち、装着ヘッド１５が吸着ステーションＩに移動して停止してから下降し、次のロータリテーブル１３の回動までに上昇するようになされている。
【００３３】
装着ステーションＩＶにおいても同様な構造のものが設けられ、昇降ブロック７０が昇降され、装着ヘッド１５が該ステーションＩＶに停止している間に該ブロック７０の下降によりノズル１４は下降し吸着されている部品５が基板６に装着され、そして上昇する。
【００３４】
次に、図１に基づき電子部品自動装着装置の制御ブロックについて説明する。
【００３５】
３０はＣＰＵであり、ＲＡＭ３１に記憶されたデータに基づき、ＲＯＭ３２に記憶されたプログラムに従って電子部品自動装着装置の部品装着に係る動作を統括制御する。ＣＰＵ３０にはインターフェース３３及び駆動回路３４を介して前記Ｘ軸モータ４、Ｙ軸モータ２、供給台駆動モータ９及びストロークモータ８１等の制御対象が接続されている。また、インターフェース３３には部品認識装置１６、吸着ミス検出装置３５及びＣＲＴ３６等が接続されている。
【００３６】
さて、電子部品を正しい姿勢で吸着する場合には、吸着ノズル１４が最下降した位置で、該ノズル１４の下端面と吸着すべき部品５との間に例えば図６に示すような適正隙間が空いていることが必要である。吸着ノズル１４が最下降した位置が低過ぎ例えば図７に示すように隙間がないか隙間が小さい場合には部品５を吸着することができない傾向となる。また、吸着ノズル１４が最下降した位置が高過ぎると図８に示すように吸着すべき面と異なる面を吸着するという所謂立ちの状態で部品５が吸着されてしまう傾向となる。
【００３７】
このように部品５の無しの傾向が続く場合にはノズル１４と部品５との隙間が少なすぎることが多く、立ちの傾向が続く場合には隙間が大きすぎることが多いため、吸着ノズル１４の下降距離を制御してやることにより無し及び立ちを少なくすることができる。
【００３８】
従って、これらの吸着異常の場合に、このように吸着ノズル１４の最下降の位置が高すぎたり、低すぎたりするものとして、適正な隙間ができる位置になるよう、吸着ノズル１４の下降量を補正してやることが有効となるが、前記ＲＡＭ３１には吸着異常率を検出するための以下に示すカウンタ及びメモリ群が備えられており、部品供給装置８毎あるいは、吸着ノズル１４毎に所定の吸着異常率に達した場合に、吸着ノズル１４の下降量の補正ができるようにしている。
【００３９】
即ち、ＲＡＭ３１には、部品供給装置８毎に（正確には部品供給装置８を取り付ける位置を示す番号毎に）、当該部品供給装置８から電子部品５を取り出す動作が行われる毎にその回数を計数する吸着カウンタ、吸着ミス検出装置３５で立ち状態が検出された回数を計数する立ち回数カウンタ及び検出装置３５で無しが検出された回数を計数する無し回数カウンタが設けられている。
【００４０】
また、ＲＡＭ３１には、吸着ノズル１４毎に、当該吸着ノズル１４が電子部品５を取り出す動作が行われる毎にその回数を計数する吸着カウンタ、吸着ミス検出装置３５で立ち状態が検出された回数を計数する立ち回数カウンタ及び検出装置３５で無しが検出された回数を計数する無し回数カウンタが設けられている。
【００４１】
また、ＲＡＭ３１には、検出回数設定メモリ及び吸着異常率設定メモリが設けられており、部品供給装置８毎に、あるいは吸着ノズル１４毎に設けられている吸着カウンタが検出回数設定メモリに設定された回数をカウントしたときの吸着異常率（即ち、立ち回数カウンタまたは無し回数カウンタの値を吸着カウンタの値で割った率）と吸着異常率設定メモリに記憶されている吸着異常率との比較がＣＰＵ３０により行われるようになされ吸着異常を複数回にわたり記憶することでその状態を正確に把握して制御できるようにしている。実際には、検出回数設定メモリの値に吸着異常率設定メモリに設定された率を乗算した回数と立ち回数カウンタまたは無し回数カウンタの値とを比較するものであり、乗算した回数を超えたときに、吸着異常設定メモリに設定した吸着異常率を超えたと判断し、この時点で当該吸着ノズル１４または部品供給装置８についての各カウンタをクリアして値を０として、次の計数に備えられる。
【００４２】
また、ＲＡＭ３１には、吸着異常率が設定された値を超えた場合に、次の当該吸着ノズル１４による部品５の吸着時あるいは当該部品供給装置８から部品５を吸着する時の吸着ノズル１４即ち装着ヘッド１５の下降量を標準のものから補正するための下降距離補正量が格納されており、立ちの異常率が設定を超えた場合には下降量をこの補正量だけ長くして、無しの異常率が設定を超えた場合には下降量をこの補正量だけ短くする。この補正量は両異常について同一にして例えば０．０５ｍｍ程度とすればよいが、立ちの場合と無しの場合に夫々異なる値としてもよい。
【００４３】
また、ＲＡＭ３１には補正を行う回数をカウントする補正回数カウンタが設けられると共に、この補正する回数の制限となる回数を設定する補正制限回数メモリも設けられている。本実施例の場合には２回と設定されているものとする。
【００４４】
また、ＲＡＭ３１には補正制限回数メモリに設定する補正回数の補正によっても吸着異常に改善がない場合に、装着ヘッド１５の下降速度を低速にするための速度データが記憶されている。装着ヘッド１５の下降速度は該ヘッド１５の下降がロータリテーブル１３を間欠回転させるためのモータにより同時に回転しているカムのより行われているため、ロータリテーブル１３の回転の速度として記憶され、通常は１回の間欠回転に要するタクトタイムで表されている。
【００４５】
以下動作について説明する。
【００４６】
先ず、図示しない操作部の操作により電子部品自動装着装置の自動運転が開始される。
【００４７】
即ち、図示しない部品装着順に装着すべき部品の供給台７上での取付位置を示すデータに従って、モータ９が回動され供給すべき部品５の部品供給装置８が昇降棒２０がテープ送りできる位置に停止される。
【００４８】
当該部品５を取り出すために当該部品５の厚さ及び部品供給装置８の供給形態による部品５の供給台７での高さにあった予め定められてＲＡＭ３１またはＲＯＭ３２に記憶されている吸着ノズル１４の標準の上下動ストロークとするためストロークモータ８１が回動されボールネジ８２の回動によりストローク可変板７９が適当な位置に位置決めされカムフォロワ９３が適切な位置になされる。
【００４９】
図示しないカムの回動による昇降棒２０の下降により揺動レバー２１が揺動すると図示しないテープが所定ピッチ間欠的に送られ、部品５の供給が行われる。
【００５０】
カム８５が回動すると昇降板７３がカムフォロワ９３の水平方向の位置に合わせたストローク下降してその結果吸着ステーションＩに停止している装着ヘッド１５及び吸着ノズル１４が部品５の高さに合わせた距離を下降して最下降位置で図６に示すようにノズル１４と部品５が適正な隙間を存して位置決めされる。
【００５１】
このようにして、図示しない真空源に連通する吸着ノズル１４の真空吸引により部品５が吸着され、さらなるカム８５の回動によりノズル１４は上昇する。
【００５２】
この時、部品５はその吸着すべき面である上面がノズル１４に吸着されている正しい姿勢で吸着される。
【００５３】
次に、昇降ブロック７０が円筒リブカム２８と同じ高さとなる最高位置まで上昇した後、ロータリテーブル１３の回転が開始され、吸着ステーションＩに停止していた装着ヘッド１５がカムフォロワ２６、２７がカム２８を挟んで移動して次のステーションに移動する。
【００５４】
次に、次の装着ヘッド１５が吸着ステーションＩに移動する前にストロークモータ８１が回動され次の部品５の高さに合わせた装着ヘッド１５のストロークとなるようになされる。
【００５５】
このようにして、次の装着ヘッド１５が吸着ステーションＩに停止すると前述と同様にして部品供給装置８のテープ送り動作及び装着ヘッド１５の昇降動作が行われ、吸着ノズル１４が部品５を吸着する。
【００５６】
次に、吸着ステ−ションＩで電子部品５を吸着した吸着ノズル１４を有する装着ヘッド１５が吸着ミス検出ステ−ションＶに移動すると、吸着ミス検出装置３５が吸着ノズル１４に吸着された部品５の吸着の状態もしくは吸着されているかどうかの吸着異常があるかを検出するが、部品５の最下端の位置がラインセンサに検出され、この値が正常であるので正常に吸着されていることが判断される。
【００５７】
この判断の後、当該部品５が取り出された部品供給装置８に対する吸着カウンタ及び当該部品５を吸着している吸着ノズル１４に対する吸着カウンタが１回を計数し、立ち回数カウンタ及び無し回数カウンタは計数をしない。
【００５８】
次に、部品５を吸着して保持した装着ヘッド１５が部品認識ステーションＩＩに停止すると、部品認識装置１６が吸着ノズル１４に吸着されている部品５の位置ずれを認識し、角度補正ステーションＩＩＩにてヘッド回動装置１７のヘッド１５の回動により角度位置ずれが補正され、装着ステーションＩＶにてＸＹテーブル３が認識された位置ずれを補正して装着すべき位置にプリント基板を位置決めして、装着ヘッド１５が吸着ステーションＩの場合と同様にして下降して部品５の装着がなされる。
【００５９】
このようにして、各部品供給装置８から順次各装着ヘッド１５の選択された吸着ノズル１４が部品５の吸着及び基板６への装着を行うが、１つの部品供給装置８について、部品５の上面の位置がデータに示される値よりも高いものが多く供給されるとすると、吸着ステ−ションＩでこの部品供給装置８より部品５を取り出すときに、吸着ノズル１４が下降して最下降位置で図７に示すように部品５とノズル１４との隙間がない状態となり、このような場合部品５を吸着することができずに吸着ノズル１４は上昇する。
【００６０】
次に、当該ヘッド１５が吸着ミス検出ステ−ションＶに達すると検出装置３５は吸着ノズル１４の下端面の高さ位置を検出して部品５の無しが検出される。
【００６１】
この後、当該ノズル１４及び当該部品供給装置８の吸着カウンタ及び無し回数カウンタが１回を計数して歩進される。
【００６２】
このようにして、同じ部品供給装置８より部品５が取り出される場合には、高頻度に部品５の無しが検出され、当該部品供給装置８の無し回数カウンタの値は増加していく。このカウンタの値が検出回数設定メモリの回数に対する吸着異常設定メモリの異常率に対応した回数になると、ＣＰＵ３０は当該部品供給装置８の部品５のレベルが高いと判断し、当該部品供給装置８より部品５を取り出す場合にヘッド１５の下降量を短くすることを判断し、その下降量をＲＡＭ３１に記憶された下降距離補正量より同補正量分だけ短くすることを算出する。次に、当該部品供給装置８から部品５を取り出す場合に、ＣＰＵ３０は補正した距離だけ短くなるようにストロークモータ８１の回動量を制御し、カム８５の回動により装着ヘッド１５はこの下降量だけ下降して部品５の吸着を行う。また、異常が判断されると、当該部品供給装置８に対応する吸着カウンタ、立ち回数カウンタ及び無し回数カウンタはクリアされ０となる。
【００６３】
次に、当該部品供給装置８より部品５が取り出され、図６に示すような略適正な隙間であれば、部品５の吸着異常が発生しなくなり、立ち回数カウンタの値が増加することなく、以後吸着動作がこの下降量にて行われる。
【００６４】
また、１つの吸着ノズル１４が摩耗等でその下端面の高さ位置が高くなっているとすると、この吸着ノズル１４が吸着ステ−ションＩで下降したときに、最下端位置で図８に示すように部品５との隙間が大きくなり、このような場合には、図８の２点鎖線で示すように本来吸着すべきでない部品５の側面が吸着され、立ちの状態で取り出されることとなる。
【００６５】
この状態で吸着ミス検出ステ−ションＶに達すると部品５の下端面の位置が検出され、その位置は本来よりも低い位置となるので、立ちが検出され、当該吸着ノズル１４の吸着カウンタ及び立ち回数カウンタが１歩進される。尚、このとき、この部品５が取り出された部品供給装置８の吸着カウンタ及び立ち回数カウンタも１歩進される。
【００６６】
このようにして、この吸着ノズル１４で吸着する場合に立ちの検出される頻度が高くなり、立ち回数カウンタの値が増加して設定されを吸着異常率以上となる回数に達すると、ＣＰＵ３０は当該吸着ノズル１４の下降距離が足りないことを判断し、前述と同様に下降距離補正量に基づきが補正量だけ増加した下降距離を算出する。
【００６７】
次に、当該吸着ノズル１４で部品５を吸着する場合には、ＣＰＵ３０は算出した下降量だけ装着ヘッド１５を下降させるように、ストロークモータ８１の回動量を制御してヘッド１５の下降を行わせる。
【００６８】
部品５とノズル１４の隙間が適正なものとなれば、以後の吸着は補正された下降量の吸着ノズル１４の下降により、吸着異常の発生の頻度が少ない状態で行われる。
【００６９】
次に、１回の下降量の補正ではまだ補正が不十分であるような場合には、吸着ミス検出ステ−ションＶでの検出により吸着異常の発生する頻度が高く、立ち回数カウンタまたは、無し回数カウンタの値が増加して、設定された吸着異常率を再度超えてしまうことがあるが、このような場合には、ＣＰＵ３０は再度、下降距離補正量分だけ現在の下降量に対して増加あるいは減少した下降量を算出し、判断した次の当該部品供給装置８あるいは、吸着ノズル１４についての部品５の取出時から算出した新しい下降量だけノズル１４が下降するように制御され補正回数カウンタは２回をカウントする。
【００７０】
このようにしても、再度、吸着異常が設定された異常率を超える場合には、ＣＰＵ３０は補正制限回数メモリの回数が２回であるため、下降量をさらに補正することはせず下降量の制御では吸着異常が改善しないことを判断する。次に、当該部品供給装置８から部品５を取り出す場合もしくは当該吸着ノズル１４で部品を取り出す場合には、ＣＰＵ３０は装着ヘッド１５を標準の速度よりも低速で下降させるように制御する。この制御はＲＡＭ３１に格納された遅くすべきタクトタイムのデータに従って行われ、またこのときの吸着ノズル１４の下降量はすでに補正されたものではなく、補正前の本来下降すべき標準の距離に戻された下降距離で下降される。このようにすることで部品５の吸着ミス（吸着異常）は起こりにくくなる。
【００７１】
尚、下降量の制御では吸着異常が改善しないことを判断するのは、補正の回数ではなく、標準の下降量に対する補正した距離でもよく、例えば隙間が大きいとして複数回にわたり補正した距離では、通常考えられる隙間の大きさからすると部品５の上面にあたり部品５を押し込んでしまうような距離になってしまうため、そのような距離を補正の制限とするものである。前述する補正の回数も同じ方向に補正していった場合にこの補正を制限すべき距離となってしまうような回数として設定されるのが普通である。または、補正距離と補正回数の両方で制限をしてもよい。
【００７２】
次に、吸着ノズル１４の下降及び上昇を低速にして部品５を取り出す場合についても、前述する吸着カウンタ、立ち回数カウンタ及び無し回数カウンタのカウントは続けられ、吸着異常率が設定よりも多くなれば、昇降速度は低速にした状態で前述と同様に下降距離を補正しての制御を行う。
【００７３】
このようにしても補正制限回数または制限すべき距離となった場合には、当該部品供給装置８からは部品５の取出しを行わずまたは当該吸着ノズル１４を用いては部品５の取出しをしないようにすると共に、ＣＲＴ３６に吸着異常となった部品供給装置８が部品取出不可能である旨あるいは、吸着ノズル１４が吸着異常となり部品取出不可能である旨及びメンテナンスが必要である旨を表示する。吸着ノズル１４については考えられる吸引孔のつまり等の原因も合わせて表示するようにしてもよい。また、ノズル１４の昇降速度を低速にした場合には、吸着異常率を超えたならば、ノズル１４の下降距離の補正は行わずに直ちに使用を停止してＣＲＴ３６への表示を行うようにしてもよい。あるいは、ノズル１４の下降量の調整のみで異常が解消しないとき（補正制限回数等の制限すべき状態となったとき）、にメンテナンスをすべきと判断してこの使用の中止及びメンテナンスをすべき旨の表示を行ってもよい。
【００７４】
尚、吸着異常を判断するのに吸着異常率により判断するようにしたが、これと共に、連続して吸着異常（部品無しなら部品無しの連続というように同一種類の異常によるものに限る。）した場合に、下降距離の補正を行うようにしてもよく、この補正をするべきと判断する連続回数をＲＡＭ３１等に設定して記憶するようにすればよい。
【００７５】
また、本実施例では部品供給装置８及び吸着ノズル１４毎に吸着異常率を検出するためのカウンタを設けたが、装着ヘッド１５毎に設けるようにしてもよい。
【００７６】
また、吸着ノズル昇降手段は本実施例では、カム８５の回動により上下動するヘッド１５の昇降のストロークをストロークモータ８１及び上下揺動レバー９０等で構成される機構で変更する構造のものであったが、吸着ノズルを有するヘッドをボールネジの回動あるいはリニアモータ等により直接昇降させる場合であっても、そのストローク即ち下降量を補正することにより、本実施例と同様に吸着異常に対する対応をすることができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、吸着異常の種類に応じて予め記憶された補正値に基づき吸着ノズルの下降量を補正して吸着するので装置の稼働率を下げることなく、吸着異常を解消し、部品を安定して吸着させるようにすることができる。
【００７８】
また、吸着ノズルの複数回の吸着動作にわたり吸着異常を記憶してその吸着異常の状態に応じて吸着ノズルの下降を制御するので、吸着異常の状態を正確に把握してその補正を行うことができる。
【００７９】
また、吸着ノズル毎に吸着異常を記憶するので、吸着ノズルの個々について正確に補正を行うことができる。
【００８０】
また、部品供給装置毎に吸着異常を記憶するので、部品供給装置の供給する部品に部品供給装置毎にばらつきがあっても正確にその補正を行うことができる。
【００８１】
また、吸着ノズルの下降量の制御では吸着異常を改善させることができないときであってもノズルの下降速度を低速にすることで吸着異常をなくすようにすることができる。
【００８２】
また、補正値に基づく下降量により、あるいは前記補正値に基づく下降量の補正回数により部品供給装置または吸着ノズルにメンテナンスが必要なことが判断される場合にはその旨が表示され、適切な処置がされ正常運転に復帰させるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子部品自動装着装置の制御ブロック図である。
【図２】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の平面図である。
【図３】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の側面図である。
【図４】装着ヘッドの昇降機構を示す正面図である。
【図５】装着ヘッドの昇降機構を示す側面図である。
【図６】吸着ノズルが最下降位置で電子部品と適正な隙間を有している状態を示す側面図である。
【図７】吸着ノズルが最下降位置で電子部品と隙間が無い状態を示す側面図である。
【図８】吸着ノズルが最下降位置で電子部品と大きな隙間を有している状態を示す側面図である。
【符号の説明】
５ チップ状電子部品
６ プリント基板
８ 部品供給装置
１４ 吸着ノズル
３０ ＣＰＵ（算出手段）（制御手段）（判断手段）
３１ ＲＡＭ（補正値記憶手段）（吸着異常記憶手段）
３５ 吸着ミス検出装置
７０ 昇降ブロック（吸着ノズル昇降手段）
７３ 昇降板（吸着ノズル昇降手段）
７７ 移動体（吸着ノズル昇降手段）
８１ ストロークモータ（吸着ノズル昇降手段）
８５ カム（吸着ノズル昇降手段）
８７ カムレバー（吸着ノズル昇降手段）
９０ 上下揺動レバー（吸着ノズル昇降手段）
Claims (7)
- 部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、
前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記検出手段に検出された前記吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量を算出する算出手段と、該算出手段の算出した下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段を設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。 - 部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、
前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、該検出手段に検出された吸着異常を吸着ノズルの複数回の吸着動作にわたり記憶する吸着異常記憶手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記吸着異常記憶手段に記憶された吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量を算出する算出手段と、前記吸着異常記憶手段の記憶する吸着異常の状態に応じ該算出手段の算出した下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段を設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。 - 部品供給装置が供給する電子部品を複数の吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、
前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、該検出手段に検出された吸着異常を吸着ノズル毎に記憶する吸着異常記憶手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記吸着異常記憶手段に記憶された吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量を算出する算出手段と、該算出手段の算出した下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段を設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。 - 複数の部品供給装置が夫々供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、
前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、該検出手段に検出された吸着異常を前記部品供給装置毎に記憶する吸着異常記憶手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記吸着異常記憶手段に記憶された吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量を算出する算出手段と、該算出手段の算出した下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段を設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。 - 吸着異常の種類に応じて制御手段が下降量を制御した後に前記検出手段がさらに吸着異常を検出した場合に吸着異常が下降量の制御では改善しないことを判断する判断手段と、該判断手段が吸着ノズルの下降量の制御では吸着異常が改善されないと判断した時に対象となる吸着ノズルまたは部品供給装置についての吸着ノズルの昇降の速度を低速とするよう前記ノズル昇降手段を制御する速度制御手段を設けたことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の電子部品自動装着装置。
- 部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、
前記部品供給装置より電子部品を吸着させるために前記吸着ノズルを昇降させる吸着ノズル昇降手段と、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出手段と、前記吸着ノズル昇降手段の下降量を補正する補正値を前記検出手段に検出された吸着異常の種類に応じて記憶する補正値記憶手段と、該補正値記憶手段の記憶する補正値に基づき前記吸着ノズルが下降すべき下降量だけ前記吸着ノズルが下降するよう前記吸着ノズル昇降手段を制御する制御手段と、前記補正値に基づく下降量により、あるいは前記補正値に基づく下降量の補正回数により部品供給装置または吸着ノズルがメンテナンスを必要であることを判断する判断手段と、該判断手段がメンテナンスを必要と判断した場合にその旨を表示する表示手段とを設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。 - 部品供給装置が供給する電子部品を吸着ノズルにより真空吸着してプリント基板に装着する電子部品の装着方法において、
前記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着異常を検出する検出工程と、前記部品供給装置より電子部品を取り出す時の吸着ノズルの下降量を補正する補正値を前記検出工程で検出された吸着異常の種類に応じて記憶する記憶工程と、該記憶工程にて記憶された補正値に基づき前記部品供給装置より電子部品を取り出す時の吸着ノズルの下降量を算出する算出工程とを有し、該算出工程で算出された下降量だけ前記吸着ノズルを下降させて電子部品を部品供給装置より吸着するようにしたことを特徴とする電子部品の装着方法。
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