JP4678906B2 - 電子部品実装方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下、図面を参照しながら、従来の電子部品実装機について説明する。
図7は従来の電子部品実装機を示すものである。
図7において1は電子部品を吸着装着するノズルを複数本有する装着ヘッド、2は装着ヘッド1をX方向に駆動するXロボット、3、4は装着ヘッド1をY方向に駆動するYロボットである。
【0003】
装着ヘッド1は予め設定されたNCデータに基づいて、カセット供給部5、またはトレイ部品供給部6から電子部品を吸着してから、前側にある認識センサ7または後側にある認識センサ8上へ移動する。この際、認識センサ7、8は、装着ヘッド1のノズルにて保持している電子部品の姿勢を認識し、電子部品の吸着姿勢に基づきX,Y,θ方向のずれ量から補正量を算出する。この後、前記認識補正により算出したX、Y、θ方向の補正量を加味しながら装着ヘッド1は、電子部品を実装しようとするプリント基板P(図9参照)が設置されている基板テーブル9上に移動し、基板Pのそれぞれの位置に電子部品を実装する。
【0004】
図8は装着ヘッド1の構成を示すものである。装着ヘッド1は、それぞれ同じ機能を有する第1〜第4のヘッドノズル11、12、13、14を備え、各ヘッドノズル11、12、13、14のノズル11a、12a、13a、14aは昇降自在とされ、昇降した際の吸着動作の有無で電子部品の実装動作を行うものである。
【0005】
図9は従来の電子部品実装機による基板テーブル9上での装着動作を概略的に示したものである。
まず、図9(a)に示すように、これから実装しようとしている電子部品を各ノズル11a〜14aにて吸着している状態で、第1のノズル11aにより吸着している電子部品M1を装着する位置に装着ヘッド1を移動させる。このとき、各ノズル11a〜14aの待機位置高さは、予め設定された待機位置高さh1にある。この際の待機位置高さh1は、どのような電子部品を装着する際でも、吸着した電子部品が基板Pや、基板P上の電子部品に接触しないように、実際に装着されるかどうかにかかわらず、装着対象となる全ての種類の電子部品における最高の部品高さの電子部品が装着されている基板Pに同様の最高部品高さの電子部品を実装する場合を想定し、このような場合でも電子部品同士が接触しないような、大き目の一律の高さ(具体的には、装着対象となる全ての種類の電子部品における最高部品高さがL1とすると、2・L1+α(ただし、αは余裕を与えるための微小寸法))に設定されている。
【0006】
図9(b)に示すように、第1のノズル11aにより吸着していた電子部品M1を、基板テーブル9に載せられた基板P上に実装すると、第1のノズル11aは再び待機位置高さh1まで上昇し、次に装着ヘッド1は、第2のノズル12aにより吸着している電子部品M2を装着する位置まで移動して、図9(c)に示すように、第2のノズル12aにより電子部品M2を実装する。
【0007】
以降同様の工程を経て、第3のノズル13a、第4のノズル14aにより吸着している電子部品M3、M4をそれぞれ実装する(図9(d)〜図9(f)参照)。
装着ヘッド1にて吸着させた全ての電子部品M1〜M4を実装し終わると、装着ヘッド1は次の実装部品を各ノズル11a〜14aにて取るために、再度、カセット供給部5またはトレイ部品供給部6に移動し、以降このサイクルを繰り返しながら予め決められた基板P上に電子部品を実装すると実装基板の生産を終了する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来構成では、図9(a)〜(f)に示す各工程において、予め一律に設定されている高さh1で待機させておき、必要なノズル11a〜14aをその都度、大き目の高さh1分だけ下降させるので、ノズル11a〜14aの昇降距離が大きくなり、この昇降動作の都度かかる、ノズルの移動時間が生産時間長時間化の一つの要因となっていた。
【0009】
本発明は上記課題を解決するもので、装着動作時のノズルの移動量と移動時間とを短縮することができて、生産時間の短縮に寄与できる電子部品実装方法を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電子部品実装方法は、昇降自在な複数本のノズルを有する装着ヘッドを移動させて、部品供給部から前記ノズルに電子部品を吸着させ、その吸着されている電子部品の姿勢を認識し補正した後、その姿勢が補正された電子部品を基板のそれぞれの位置に、前記ノズルを待機位置から下降させることで実装する電子部品実装方法において、電子部品が既に実装されている基板にさらに前記ノズルに吸着されている電子部品を装着するに際して、前記基板に対する前記ノズルの待機位置の高さを、予め設定されている前記ノズルの待機位置の高さから、既に前記基板に実装されている電子部品における最高の部品高さに前記基板の装着対象となる全ての種類の電子部品における最高部品高さもしくは前記ノズルに吸着されている電子部品における最高の部品高さを加え、さらに微小寸法を加えた高さに再設定し、その再設定した待機位置まで前記ノズルを下げた上で、前記再設定した待機位置から前記ノズルを下降させることで電子部品の実装作業を行うとともに、前記装着ヘッドを移動させて電子部品を前記基板上に連続して実装するに際して、全ノズルが前記基板の上方に位置することを判定し、全ノズルが前記基板の上方に位置する場合のみ、前記再設定したノズルの待機位置の高さを保って前記装着ヘッドをXY方向に移動させ、少なくとも一部のノズルが前記基板の上方に位置しない場合には、前記再設定したノズルの待機位置の高さよりも高い位置を保ちながら前記装着ヘッドをXY方向に移動させることを特徴とする。
【0011】
この方法により、装着動作時のノズルの移動量と移動時間とを短縮することができて、生産時間の短縮に寄与できる。また、この方法により、ノズルが前記基板の上方に位置しない場合には、前記再設定したノズルの待機位置の高さよりも高い位置を保ちながら装着ヘッドをXY方向に移動させるため、装着ヘッドやノズルが基板上以外の許可された範囲以外で可動して接触することを未然に防止することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の電子部品実装方法は、昇降自在な複数本のノズルを有する装着ヘッドを移動させて、部品供給部から前記ノズルに電子部品を吸着させ、その吸着されている電子部品の姿勢を認識し補正した後、その姿勢が補正された電子部品を基板のそれぞれの位置に、前記ノズルを待機位置から下降させることで実装する電子部品実装方法において、電子部品が既に実装されている基板にさらに前記ノズルに吸着されている電子部品を装着するに際して、前記基板に対する前記ノズルの待機位置の高さを、予め設定されている前記ノズルの待機位置の高さから、既に前記基板に実装されている電子部品における最高の部品高さに前記基板の装着対象となる全ての種類の電子部品における最高部品高さもしくは前記ノズルに吸着されている電子部品における最高の部品高さを加え、さらに微小寸法を加えた高さに再設定し、その再設定した待機位置まで前記ノズルを下げた上で、前記再設定した待機位置から前記ノズルを下降させることで電子部品の実装作業を行うことを特徴とする。
【0013】
この方法により、電子部品の実装時に基板上でのノズルの待機位置高さを従来より下げることができるので、基板上でのノズルの加工時間や上昇時間を短縮することができる。
また本発明の電子部品実装方法は、前記装着ヘッドを移動させて電子部品を前記基板上に連続して実装するに際して、全ノズルが前記基板の上方に位置することを判定し、全ノズルが前記基板の上方に位置する場合のみ、前記再設定したノズルの待機位置の高さを保って前記装着ヘッドをXY方向に移動させ、少なくとも一部のノズルが前記基板の上方に位置しない場合には、前記再設定したノズルの待機位置の高さよりも高い位置を保ちながら前記装着ヘッドをXY方向に移動させることを特徴とする。
【0014】
この方法により、ノズルが前記基板の上方に位置しない場合には、前記再設定したノズルの待機位置の高さよりも高い位置を保ちながら装着ヘッドをXY方向に移動させるため、装着ヘッドやノズルが基板上以外の許可された範囲以外で可動して接触することを未然に防止することができる。
【0016】
以下、本発明の実施の形態にかかる電子部品実装機ならびに電子部品実装方法を図面に基づき説明する。
(実施の形態1)
図1、図2は本発明の実施の形態にかかる電子部品実装機を示すものであり、図3は本発明の実施の形態にかかる電子部品実装方法の各工程を概略的に示すものである。
【0017】
図1に示すように、電子部品実装機は、電子部品を吸着して直接装着するノズル31a〜34a(図2参照)を有する装着ヘッド21と、装着ヘッド21をX方向に移動させるX軸ロボット22と、装着ヘッド21をY方向に移動させるY軸ロボット23、24と、装着ヘッド21に電子部品を供給するカセット供給部25と、装着ヘッド21に部品を供給するトレイ部品供給部26と、前側や後側に配置されている認識センサ27、28と、基板が設置される基板テーブル29と、これらの構成要素を制御するメインコントローラ30とを備えている。メインコントローラ30に接続された記憶部(図示せず)には電子部品の識別情報や装着位置情報などが記憶されているだけでなく、各基板に装着される電子部品の高さなどを含めた情報が記憶されている。
【0018】
図2は装着ヘッド21の構成を示すものである。装着ヘッド21は、それぞれ同じ機能を有する第1〜第4のヘッドノズル31、32、33、34を備え、各ヘッドノズル31〜34のノズル31a、32a、33a、34aは昇降自在とされ、昇降した際の吸着動作の有無を判定し、吸着動作があった場合に電子部品の実装動作を行う。
【0019】
そして、電子部品実装機の内部に設けられたメインコントローラ30にて以下のような制御動作を行うようになっている。
部品装着動作が始まる(工程S1)と、まず、装着ヘッド21は、予め設定されたNCデータに基づいて、カセット供給部25、またはトレイ部品供給部26に対応した部品吸着位置に移動し(工程S2)、電子部品を吸着してから(工程S3)、前側にある認識センサ27または後側にある認識センサ28上へ移動する(工程S4)。この際、認識センサ27、28は、装着ヘッド21のノズル31a〜34aにて保持している電子部品の姿勢を認識し、電子部品の吸着姿勢に基づきX,Y,θ方向のずれ量から補正量を算出する(工程S5、S6)。この後、装着ヘッド21は、前記認識補正により算出したX、Y、θ方向の補正量を加味しながら、電子部品を実装しようとする基板P(図4参照)が設置されている基板テーブル29上に移動する(工程S7)。
【0020】
この後、以前の工程で電子部品が既に実装されている基板Pに、さらに別の電子部品を装着するに場合には、既に基板Pに実装されている電子部品群における最高の部品高さ(基板内最高部品高さと称す)L2の情報を記憶部から入力し、電子部品を装着するノズル31a〜34aに吸着されている電子部品の下端が前記最高の部品高さに達しないようなノズル高さをノズル31a〜34aの待機位置として再設定する(工程S8)。具体的には、基板内最高部品高さL2と、装着対象となる全ての種類の電子部品における最高部品高さL1と、余裕を与えるための微小寸法αとを合計した高さh2(=L2+L1+α)に設定したり、あるいは、基板内最高部品高さL2と、ノズル31a〜34aで吸着している電子部品における最高の部品高さL3と、余裕を与えるための微小寸法αとを合計した高さh2(=L2+L3+α)に設定したりして、ノズル31a〜34aの待機位置を再設定する。なお、基板Pにまだ電子部品が実装されていない場合には、基板内最高部品高さL2を0としたり、所定値を予め設定したりしておく。
【0021】
そして、図4(a)に示すように、この再設定した待機位置まで、全ノズル31a〜34aを下げ(工程S9)、この状態で、図4(b)〜(f)に示すように、各電子部品M1〜M4の装着動作を順次行う(工程S10)。全ての電子部品M1〜M4を実装し終わると、装着ヘッド21は次の実装部品を各ノズル31a〜34aにて取るために、再度、カセット供給部25またはトレイ部品供給部26に移動し、以降このサイクルを繰り返しながら予め決められた基板P上に電子部品を実装すると実装基板の生産を終了する(工程S11)。
【0022】
このように、電子部品M1〜M4の実装時に基板P上でのノズル31a〜34aの待機位置高さh2(L2+L1+αまたはL2+L3+α)を従来の待機位置高さh1(2・L1+α)より下げることができるので、基板上でのノズルの下降時間や上昇時間を短縮することができ、この結果、生産時間の短縮に寄与できて生産能率が向上する。
(実施の形態2)
図5は本発明の第2の実施の形態にかかる電子部品実装方法の各工程を概略的に示すものである。
【0023】
図5に示すように、この電子部品実装方法においても、上記実施の形態と同様に、基板内最高部品高さL2の情報に基づいてノズル31a〜34aの待機位置として再設定し(工程S8)、この再設定した待機位置まで、全ノズル31a〜34aを下降させる(工程S9)。
しかしながら、この電子部品実装方法においては、この後に各電子部品を装着した段階(工程S12)で、部品の装着動作が全て終了したかどうかを判定し、装着動作が終了していない場合、すなわち部品装着中であれば、工程S14に進んで、全ノズル31a〜34aが実装対象の基板Pの上方に位置するかどうかを判定する。そして、全ノズル31a〜34aが前記基板Pの上方に位置する場合のみ、再設定したノズルの待機位置の高さを保って装着ヘッド21をXY方向に移動させる(工程S15)。
【0024】
一方、少なくとも一部のノズル31a〜34aが前記基板Pの上方に位置しないと判定された場合には、再設定したノズルの待機位置の高さh2よりも高い、予め別に設定した高さh3までノズル31a〜34aを移動させた後に装着ヘッドをXY方向に移動させ、この後、全ノズル31a〜34aが前記基板Pの上方に位置するようになるまで、前記高さh3を保った状態で装着ヘッド21をXY方向に移動させる(工程S16、S17)。
【0025】
このように、少なくとも一部のノズル31a〜34aが前記基板Pの上方に位置しない場合には、再設定の待機位置の高さを保つことを禁じて、所定の高めの高さに保った状態で装着ヘッド21を移動させることで、装着ヘッド21やノズル31a〜34aが基板P上以外の許可された範囲以外で可動して接触することを未然に防止することができ、信頼性が向上する。
(実施の形態3)
図6は本発明の第3の実施の形態にかかる電子部品実装方法の各工程を概略的に示すものである。
【0026】
図6に示すように、この電子部品実装方法においても、上記実施の形態と同様に、基板内最高部品高さL2の情報に基づいてノズル31a〜34aの待機位置として再設定し(工程S8)、この再設定した待機位置まで、全ノズル31a〜34aを下げる(工程S9)。
また、この電子部品実装方法においては、この後に各電子部品を装着した段階(工程S12)で、部品の装着動作が全て終了したかどうかを判定する(工程S13)。そして、装着動作が終了していない場合、すなわち部品装着中であれば、装着ヘッド21のXY方向の移動指示があったことを確認して(工程S18)、再設定したノズルの待機位置の高さを保って装着ヘッド21をXY方向に移動させる(工程S19)。
【0027】
一方、装着動作が終了した場合には、工程S20に進んで、再設定したノズルの待機位置の高さh2よりも高い、予め別に設定した高さh3までノズル31a〜34aを移動させた後に装着ヘッド21を移動させて部品の装着動作を終了する。
この方法により、装着作業中でないと判定された時には、再設定したノズルの待機位置の高さh2よりも高い高さh3までノズルを上げた状態で装着ヘッド21をXY方向に移動させるので、装着作業以外の時に、装着ヘッド21やノズル31a〜34aが基板上以外の許可された範囲以外で可動して接触することを未然に防止することができ、信頼性が向上する。
【0028】
なお、上記実施の形態においては、基板内最高部品高さL2の情報を記憶部から入力した場合を述べたが、これに限るものではなく、基板内最高部品高さを検出するセンサなどを設けてこのセンサからの情報を入力してもよい。
【0029】
【発明の効果】
以上のように本発明の電子部品実装方法によれば、電子部品の実装時に基板上でのノズルの待機位置を従来より下げることができるので、基板上でのノズルの下降時間や上昇時間を短縮することができ、この結果、生産時間の短縮に寄与できて生産能率が向上する。
【0030】
さらに、少なくとも一部のノズルが前記基板の上方に位置しない場合には、再設定したノズルの待機位置の高さよりも高い位置を保ちながら装着ヘッドをXY方向に移動させることで、ノズルの接触防止の機能を付加して信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる電子部品実装機の構成を示す部分透視斜視図
【図2】同電子部品実装機のヘッド部の構成を示す斜視図
【図3】本発明の第1の実施の形態にかかる電子部品実装方法の各工程を示すフローチャート
【図4】(a)〜(f)はそれぞれ同電子部品実装方法における電子部品の装着の様子を簡略的に示す図
【図5】本発明の第2の実施の形態にかかる電子部品実装方法の各工程を示すフローチャート
【図6】本発明の第3の実施の形態にかかる電子部品実装方法の各工程を示すフローチャート
【図7】従来の電子部品実装機の構成を示す部分透視斜視図
【図8】同従来の電子部品実装機のヘッド部の構成を示す斜視図
【図9】(a)〜(f)はそれぞれ従来の電子部品実装方法における電子部品の装着の様子を簡略的に示す図
【符号の説明】
21 装着ヘッド
31a〜34a ノズル
22 X軸ロボット
23、24 Y軸ロボット
25 カセット供給部
26 トレイ部品供給部
30 メインコントローラ
Claims (1)
- 昇降自在な複数本のノズルを有する装着ヘッドを移動させて、部品供給部から前記ノズルに電子部品を吸着させ、その吸着されている電子部品の姿勢を認識し補正した後、その姿勢が補正された電子部品を基板のそれぞれの位置に、前記ノズルを待機位置から下降させることで実装する電子部品実装方法において、
電子部品が既に実装されている基板にさらに前記ノズルに吸着されている電子部品を装着するに際して、前記基板に対する前記ノズルの待機位置の高さを、予め設定されている前記ノズルの待機位置の高さから、既に前記基板に実装されている電子部品における最高の部品高さに前記基板の装着対象となる全ての種類の電子部品における最高部品高さもしくは前記ノズルに吸着されている電子部品における最高の部品高さを加え、さらに微小寸法を加えた高さに再設定し、その再設定した待機位置まで前記ノズルを下げた上で、前記再設定した待機位置から前記ノズルを下降させることで電子部品の実装作業を行うとともに、
前記装着ヘッドを移動させて電子部品を前記基板上に連続して実装するに際して、全ノズルが前記基板の上方に位置することを判定し、全ノズルが前記基板の上方に位置する場合のみ、前記再設定したノズルの待機位置の高さを保って前記装着ヘッドをXY方向に移動させ、少なくとも一部のノズルが前記基板の上方に位置しない場合には、前記再設定したノズルの待機位置の高さよりも高い位置を保ちながら前記装着ヘッドをXY方向に移動させる電子部品実装方法。
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