JP4764449B2 - Component mounting device - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品をヘッドユニットによりピックアップして装着部に装着する部品装着装置に関する。 The present invention relates to a component mounting apparatus that picks up an electronic component by a head unit and mounts the electronic component on a mounting portion.
従来より、IC、トランジスタ、コンデンサ等の電子部品を、ヘッドユニットによりピックアップして装着部に装着する部品装着装置の一つとして、電子部品を基板に実装する表面実装機が知られている(例えば特許文献1)。この表面実装機は、電子部品を供給する部品供給部の上方と、電子部品を実装する基板の上方との間を水平方向に移動するヘッドユニットを有している。ヘッドユニットには、部品供給部から電子部品をピックアップし、また電子部品を基板に実装し得る複数の装着ヘッドが搭載されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, surface mounters that mount electronic components on a substrate are known as one of component mounting apparatuses that pick up electronic components such as ICs, transistors, capacitors, and the like by a head unit and mount them on a mounting portion (for example, Patent Document 1). This surface mounter has a head unit that moves in a horizontal direction between an upper part of a component supply unit that supplies electronic parts and an upper part of a substrate on which the electronic parts are mounted. The head unit is mounted with a plurality of mounting heads that can pick up an electronic component from the component supply unit and mount the electronic component on a substrate.
装着ヘッドは、その下端が基板に実装済みの電子部品等に干渉しない位置(上昇位置)と、電子部品をピックアップまたは基板に実装し得る位置(下降位置)との間で昇降する。また装着ヘッドは、電子部品を所定の向きでピックアップ、または基板に装着するため、垂直方向の軸線周りに回転する。
一般に、表面実装機では、ある目標位置に向かってヘッドユニットを移動させつつ実装ヘッドの回転を行い、実装ヘッドを所定の向きにした後に下降させることが多く、ヘッドユニットの移動と実装ヘッドの回転とを並行して行うことで、実装作業の効率化が図られている。しかし、例えば、実装ヘッドの回転にかかる時間がヘッドユニットの移動にかかる時間に対して長い場合には、ヘッドユニットが目標位置の上方に達しているにもかかわらず、実装ヘッドは、回転が終了するまで下降を開始せず待機することになる。このため、電子部品の装着作業をさらに効率良く行いたいという要望があった。 In general, in a surface mounter, the mounting head is rotated while moving the head unit toward a target position, and the mounting head is often lowered after being set in a predetermined direction. In parallel, the efficiency of the mounting work is improved. However, for example, when the time required for rotation of the mounting head is longer than the time required for movement of the head unit, the mounting head has finished rotating even though the head unit has reached the target position. It will wait until it does not start descending. For this reason, there has been a demand for more efficient mounting of electronic components.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、装着作業を効率よく行うことができる部品装着装置を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a component mounting apparatus capable of efficiently performing a mounting operation.
本発明は、部品供給部から電子部品をピックアップして装着部に装着する部品装着装置であって、前記部品供給部の上方と前記装着部の上方との間を水平方向に移動するヘッドユニットと、前記ヘッドユニットに備えられ、前記電子部品をピックアップまたは装着する目標下降位置まで下降するとともに、前記電子部品をピックアップまたは装着する目標角度にあわせて垂直方向の軸線周りに回転する装着ヘッドと、前記ヘッドユニットが前記電子部品をピックアップまたは装着する目標位置に向かって移動を開始してから終了するまでにかかる移動所要時間と、前記装着ヘッドが前記目標角度に向かって回転を開始してから終了するまでにかかる回転所要時間とが、前記装着ヘッドが前記目標下降位置に到達するまでにかかる下降所要時間よりも短くなったときに、前記装着ヘッドの下降動作を開始させる制御手段とを備え、前記ヘッドユニットには前記装着ヘッドが複数備えられ、この複数の装着ヘッドは、別々に昇降可能であり、また異なる回転速度で別々に回転可能であって、前記装着ヘッドの回転を、別の前記装着ヘッドが前記電子部品をピックアップまたは装着する作業と並行して行うことに特徴を有する。
このような構成によれば、装着ヘッドの下降は、ヘッドユニットの移動および装着ヘッドの回転と並行して行われるから、装着作業を効率よく行うことができる。
また、一の装着ヘッドの昇降または回転動作と並行して、他の装着ヘッドの回転動作を行うことができるから、その分時間の短縮を図ることができる。
また、高速で回転させてもよい電子部品は高速で回転させ、低速で回転させる必要がある電子部品は低速で回転させることができる。したがって、低速で回転させなくてもよい電子部品まで一律に低速で回転させなくてもよく、装着作業を効率よく行うことができる。
The present invention provides a component mounting apparatus that picks up an electronic component from a component supply unit and mounts the electronic component on the mounting unit, the head unit moving in a horizontal direction between the component supply unit and the mounting unit. A mounting head that is provided in the head unit and that lowers to a target lowering position for picking up or mounting the electronic component and that rotates around a vertical axis in accordance with a target angle for picking up or mounting the electronic component; The time required for the head unit to move from the start of movement toward the target position for picking up or mounting the electronic component to the end, and after the mounting head starts to rotate toward the target angle, it ends. the time required for the rotation according to the up and are lowered required time the mounting head takes to reach the target lowering position When remote shortened, and control means for starting the lowering operation of the mounting head, wherein the head unit is equipped plurality said mounting heads, the plurality of mounting heads is separately elevatable, the I rotatable der separately at different rotational speeds, the rotation of the mounting head, with a particular feature performed in parallel with tasks other of said mounting head picks up or mount the electronic component.
According to such a configuration, the lowering of the mounting head is performed in parallel with the movement of the head unit and the rotation of the mounting head, so that the mounting operation can be performed efficiently.
Further, since the other mounting head can be rotated in parallel with the lifting or rotating operation of one mounting head, the time can be shortened accordingly.
Also, an electronic component that may be rotated at a high speed can be rotated at a high speed, and an electronic component that needs to be rotated at a low speed can be rotated at a low speed. Therefore, it is not necessary to uniformly rotate the electronic components that do not need to be rotated at a low speed, and the mounting operation can be performed efficiently.
また、前記装着ヘッドにピックアップされた前記電子部品の姿勢を認識する部品認識手段を有し、前記装着ヘッドは、前記部品認識手段の認識に基づいて、回転して前記電子部品の姿勢を補正するようになっており、前記回転所要時間には、前記補正にかかる回転時間を含むものとしてもよい。 And a component recognition unit that recognizes the posture of the electronic component picked up by the mounting head, and the mounting head rotates to correct the posture of the electronic component based on the recognition of the component recognition unit. The rotation required time may include a rotation time required for the correction.
本発明によれば、装着作業を効率よく行うことができる部品装着装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the component mounting apparatus which can perform mounting operation | work efficiently can be provided.
<参考例>
以下、本発明の参考例を図1〜図9によって説明する。
本参考例における部品装着装置は、部品供給部11から電子部品Pをピックアップして基板B(本発明の装着部に該当する)に実装する表面実装機1である。
表面実装機1の基台10には、基板Bを搬送するとともに所定の位置(実装作業位置)で停止させることが可能な一対のコンベア12が備えられている。なお、実装作業位置で停止した基板Bを図1に示した。
< Reference example >
A reference example of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The component mounting apparatus in this reference example is a
The
部品供給部11は、一対のコンベア12の両側(図1の上下両側)に設けられ、各部品供給部11には多数の部品フィーダー13がセットされている。各部品フィーダー13には、IC、トランジスタ、コンデンサ等の電子部品Pが一定間隔で取り付けられたテープがテープリールに巻き取られて取り付けられており、テープリールが間欠的に繰り出されることで電子部品Pの供給が順次なされるようになっている。
The
また、表面実装機1の基台10には、後述する吸着ノズル34に吸着された電子部品Pの画像を下方から撮像し、その吸着姿勢を認識する部品認識装置14(本発明の部品認識手段を構成する)が備えられている。部品認識装置14は、基台10のうち実装作業位置の側方の1箇所に設けられ、上方を通過する電子部品Pの下面画像を順番に撮像する。
Further, on the
表面実装機1は、部品供給部11から実装作業位置(基板B)の上方へ電子部品Pを移送するヘッドユニット30と、ヘッドユニット30をX軸方向およびY軸方向に移動させる移動装置20とを備えている。なお、X軸方向は基板Bの搬送方向と平行方向であり、Y軸方向はX軸方向と直角方向である。
The
移動装置20は、コンベア12の上方においてY軸方向に延びる2本のY軸レール21と、2本のY軸レール21の間をX軸方向に掛け渡されたX軸レール22とを備えている。また移動装置20は、Y軸レール21に沿ってY軸方向に延びるY方向ボールねじ軸23と、このY方向ボールねじ軸23を駆動するY軸サーボモータ24とを有している。X軸レール22は、Y方向ボールねじ軸23のナット部材23Aに固定され、Y軸方向に移動可能とされている。
The
X軸レール22には、X軸方向に延びるX方向ボールねじ軸25と、このX方向ボールねじ軸25を駆動するX軸サーボモータ26とが備えられている。ヘッドユニット30は、X方向ボールねじ軸25のナット部材(図示せず)に固定され、X軸レール22に沿ってX軸方向に移動可能とされている。X軸サーボモータ26およびY軸サーボモータ24には、エンコーダ26A,24Aからなる位置検出手段がそれぞれ設けられ、これによりヘッドユニット30の位置が検出される。
The X-axis rail 22 is provided with an X-direction
ヘッドユニット30は、基板B上の位置決めマーク(図示せず)を撮像し、基板Bの位置や角度等を検出する基板認識装置31を有している(図3参照)。
また、ヘッドユニット30は、電子部品Pをピックアップまたは装着し得る複数本(本参考例では8本)の実装ヘッド32(本発明の装着ヘッドに該当する)を有している。実装ヘッド32は、電子部品Pをピックアップまたは装着する際に下降するとともに、電子部品Pをピックアップまたは装着する向きにあわせて垂直方向の軸線周りに回転する。なお、以後の説明において必要なときには、8本の実装ヘッド32に、図3の左から順に実装ヘッド32A、実装ヘッド32B、・・・実装ヘッド32Hと符号を付して説明する。
The
The
実装ヘッド32は、上下方向(Z軸方向)に長いノズルシャフト33を有し、その下端部には吸着ノズル34が装着されている。ノズルシャフト33は、上側ノズルシャフト33Aと下側ノズルシャフト33Bとからなり、上側ノズルシャフト33Aは、ベースプレート35の上側支持部材36に回転自在かつZ軸方向に移動自在に支持され、下側ノズルシャフト33Bは、ベースプレート35の下側支持部材37に回転自在かつZ軸方向に移動自在に支持されている。上側ノズルシャフト33Aは、軸継手39を介して下側ノズルシャフト33Bの上端部に着脱可能に接続されている。
The
ノズルシャフト33の軸心部には空気通路41が形成され、上側ノズルシャフト33Aの上端部には、接続部材42を介して空気パイプ43が接続されている(図4参照)。接続部材42は、上側ノズルシャフト33Aに固定された内筒42Aと、空気パイプ43の端部に固定された外筒42Bとから構成され、外筒42Bと内筒42Aとは回転自在に取り付けられている。これにより、上側ノズルシャフト33Aは空気パイプ43に対して回転自在とされている。
An
ノズルシャフト33の空気通路41は、空気パイプ43を介して真空発生機44に接続されている。真空発生機44は、吸着ノズル34の先端に負圧を発生させ得るものであり、各実装ヘッド32毎(吸着ノズル34毎)に設けられている。
The
8本の実装ヘッド32のうち3本(実装ヘッド32A、実装ヘッド32Cおよび実装ヘッド32E)には、それぞれ3種類の吸着ノズル34が交換可能に装備されている(図3参照)。また、8本の実装ヘッド32のうち5本(実装ヘッド32B、実装ヘッド32D、実装ヘッド32F、実装ヘッド32Gおよび実装ヘッド32H)には、吸着ノズル34が一つずつ設けられている。
Three of the eight mounting heads 32 (mounting
ヘッドユニット30は、実装ヘッド32を昇降させる昇降装置50を有している。昇降装置50は、8本の実装ヘッド32を1本ずつ別々に昇降可能である。昇降装置50は、図4に示すように、Z軸方向に延びるZ軸ラック51と、このZ軸ラック51に噛合するZ軸ピニオン52を有するZ軸サーボモータ53とから構成されている。
The
Z軸ラック51は、ベースプレート35に対してZ軸方向に移動自在に保持されている。各Z軸ラック51は各実装ヘッド32毎に設けられ、連結部材54を介して下側ノズルシャフト33Bに接続されている。
The Z-
Z軸サーボモータ53は、上下方向に所定の間隔をあけて配されている。上下一対のZ軸サーボモータ53は、隣り合う上側ノズルシャフト33Aの間の位置に取り付けられ、詳しくは、実装ヘッド32Aと実装ヘッド32Bとの間、実装ヘッド32Cと実装ヘッド32Dとの間、実装ヘッド32Eと実装ヘッド32Fとの間、実装ヘッド32Gと実装ヘッド32Hとの間の計4箇所に取り付けられている。
The Z-
Z軸サーボモータ53のうち、下側に配されたZ軸サーボモータ53のZ軸ピニオン52は、隣り合う2本の上側ノズルシャフト33Aのうち向かって左側(図3の左側)に位置する上側ノズルシャフト33A(具体的には、実装ヘッド32A、実装ヘッド32C、実装ヘッド32Eおよび実装ヘッド32Gの上側ノズルシャフト33A)のZ軸ラック51に噛合している。また、上側に配されたZ軸サーボモータ53のZ軸ピニオン52は、向かって右側に位置する上側ノズルシャフト33A(具体的には、実装ヘッド32B、実装ヘッド32D、実装ヘッド32Fおよび実装ヘッド32Hの上側ノズルシャフト33A)のZ軸ラック51に噛合している。すなわち、Z軸サーボモータ53のZ軸ピニオン52は、全ての実装ヘッド32のZ軸ラック51にそれぞれ噛合しており、各実装ヘッド32は別々に昇降可能とされている。各Z軸サーボモータ53には、エンコーダからなる位置検出手段が設けられ、各実装ヘッド32の高さ位置が検出される。
Of the Z-
ヘッドユニット30には、実装ヘッド32を垂直な軸線上で回転させる回転装置60が備えられている。回転装置60は、低速回転駆動装置60Aと、高速回転駆動装置60Bとから構成され、8つの実装ヘッド32を4本ずつ異なる回転速度で回転させるものである。
The
低速回転駆動装置60Aは、ベースプレート35の上側支持部材36に沿ってX軸方向に延びる第1ラック61を有している(図4参照)。第1ラック61は、上側支持部材36の前面に設けられた第1レール62と第1スライダ63とにより、X軸方向に移動自在に支持されている。また、低速回転駆動装置60Aは、第1ラック61の一端部(図3においては左端部)に噛合する第1ラック駆動用ピニオン64と、この第1ラック駆動用ピニオン64に一体的に設けられた第1減速用歯車65と、この第1減速用歯車65に噛合する第1出力歯車66を有する第1サーボモータ67と、第1ラック61に噛合する第1従動ピニオン68とを有している。第1従動ピニオン68は、実装ヘッド32A〜32D(以後、第1グループの実装ヘッド32と称する)の上側ノズルシャフト33Aに、後述する筒状部材81を介して外嵌している。
The low-speed
高速回転駆動装置60Bは、ベースプレート35の上側支持部材36に沿ってX軸方向に延び、第1ラック61の上方に位置する第2ラック71を有している。第2ラック71は、図4に示すように、上側支持部材36の前面に設けられた第2レール72と第2スライダ73とにより、X軸方向に移動自在に支持されている。また、高速回転駆動装置60Bは、第2ラック71の一端部(図3においては右端部)に噛合する第2ラック駆動用ピニオン74と、この第2ラック駆動用ピニオン74に一体的に設けられた第2減速用歯車75と、この第2減速用歯車75に噛合する第2出力歯車76を有する第2サーボモータ77と、第2ラック71に噛合する第2従動ピニオン78とを有している。第2従動ピニオン78は、の実装ヘッド32E〜32H(以後、第2グループの実装ヘッド32と称する)の上側ノズルシャフト33Aに、後述する筒状部材81を介して外嵌している。
The high-speed
筒状部材81は、上側支持部材36の軸孔36A内において、軸受け36Bにより回転自在に支持されている。筒状部材81は、軸線方向に2分割に形成され、全体として上側支持部材36を上下方向に貫通する長さ寸法を備えている。第1従動ピニオン68は、この筒状部材81のうち上側支持部材36から下方に突出する下側筒状部81Aに外嵌し、第2従動ピニオン78は、筒状部材81のうち上側支持部材36から上方に突出する上側筒状部81Cに外嵌している。
The
筒状部材81の内側には、上側ノズルシャフト33Aが貫通している。筒状部材81のうち上側支持部材36内に位置する中央筒状部81Bには、上側ノズルシャフト33Aに外嵌した筒体38が、固定用ねじ82により固定されている。そして、筒体38は、図示しないボールスプライン機構を介して、上側ノズルシャフト33Aに外嵌している。ボールスプライン機構は、筒体38の回転を上側ノズルシャフト33Aに伝達するとともに、上側ノズルシャフト33Aの上下方向の駆動力を筒体38に伝達しない構成のものである。すなわち、第1ラック61または第2ラック71の移動により、第1従動ピニオン68または第2従動ピニオン78がそれぞれ回転すると、その回転はそれぞれ筒状部材81に固定された筒体38に伝達し、ボールスプライン機構を介して上側ノズルシャフト33Aに伝わる。そして、第1グループの実装ヘッド32および第2グループの実装ヘッド32が、それぞれ吸着ノズル34とともに同期して回転する。また、上側ノズルシャフト33Aが昇降装置50によってZ軸方向に移動する場合には、Z軸方向の駆動力はボールスプライン機構によって遮断されるので、その力は筒体38に伝達しない。このため、筒状部材81および第1・第2従動ピニオン68,78にはZ軸方向の力は作用しない。
The upper nozzle shaft 33 </ b> A penetrates inside the
第1サーボモータ67の第1出力歯車66と第1減速用歯車65とからなる減速部の減速比(噛み合う2つの歯車の歯数比)は、第2サーボモータ77の第2出力歯車76と第2減速用歯車75とからなる減速部の減速比より大きくなるように構成されている。この構成により、第1サーボモータ67と第2サーボモータ77とを同一の回転速度で回転させた場合、第1ラック61の移動速度は第2ラック71の移動速度より遅くなるから、この第1ラック61が回転させる第1グループの実装ヘッド32の回転速度は、第2ラック71が回転させる第2グループの実装ヘッド32の回転速度より遅くなる。すなわち、本参考例においては、実装ヘッド32を、低速回転する第1グループと高速回転する第2グループとにわけて別々に回転可能とされている。なお、第1サーボモータ67と第2サーボモータ77とには、それぞれエンコーダからなる回転検出手段が設けられ、各実装ヘッド32の回転位置が検出される。
The reduction ratio (the gear ratio of the two gears engaged with each other) of the speed reduction unit composed of the
表面実装機1には、基板Bに実装する各電子部品Pのデータ等が記憶された実装作業データ記憶装置85が備えられている。詳しくは、実装作業データ記憶装置85には、基板Bに実装する各電子部品Pの部品サイズ、各電子部品Pの部品供給位置、各電子部品Pを吸着する実装ヘッド32の識別符号および吸着する順番等が、生産される基板Bの種類毎に記憶されている。また、実装作業データ記憶装置85には、各電子部品Pを吸着する時の実装ヘッド32の向き(吸着角度)、各電子部品Pを吸着する時の実装ヘッド32の下降位置、各電子部品Pの基板Bへの実装位置(所定位置)、各電子部品Pを実装する時の実装ヘッド32の向き(実装角度)、各電子部品Pを実装する時の実装ヘッド32の下降位置、ヘッドユニット30の移動速度、実装ヘッド32の回転速度および昇降速度等が記憶されている。
The
なお、電子部品Pを吸着する時および実装する時の実装ヘッド32の下降位置は、電子部品Pの高さ寸法等を考慮して算出されている。また、部品供給位置に供給される電子部品Pの向きは、電子部品Pの種類毎に一定(同じ部品種別であれば同じ向き)とされている。
Note that the lowered position of the mounting
さらに、各電子部品Pを吸着する実装ヘッド32の選択は、実装ヘッド32の回転速度等を考慮してなされている。具体的には、電子部品Pが、例えばQFPやBGAなどの大型の電子部品P、言い換えれば、高精度の位置決めを要するため実装ヘッド32の回転速度が遅いことが求められる電子部品Pである場合には、その電子部品Pを第2グループのいずれかの実装ヘッド32に吸着させ、電子部品Pが例えばチップ抵抗などの小型の電子部品P、言い換えれば回転速度を速くすることが可能なものである場合には、第1グループの実装ヘッド32に吸着させる設定とされている。このように設定することにより、全ての電子部品Pを低速で回動する場合に比べて、実装作業を効率よく行うことができる。
Furthermore, the selection of the mounting
そして、第1ラック61と第2ラック71とはギヤ部分を含めて同一形状をなすとともに、第1従動ピニオン68および第2従動ピニオン78は同一形状のものを使用しているから、第1従動ピニオン68および第2従動ピニオン78の取り付け位置を変えることにより、各実装ヘッド32の回転速度を低速と高速とのいずれかに簡単に変更することができる。すなわち、生産する基板Bの種類にあわせて各実装ヘッド32の回転速度を容易に変えることができ、状況にあわせて実装作業の高速化を図ることができる。
The
表面実装機1は、基板Bの搬送を制御する搬送制御手段91、部品認識装置14の動作を制御して部品認識を行う認識装置制御手段92(本発明の部品認識手段を構成する)として機能する制御部90を有している(図6参照)。認識装置制御手段92は、部品認識装置14により取得された各電子部品Pの下面画像の画像データを取り込み、各電子部品Pの吸着位置のずれ等の有無を検査し、吸着位置がずれていた場合にはその位置ずれの補正に要する実装ヘッド32の回転量を算出する。
The
また、制御部90は、移動装置20の動作を制御する移動制御手段93として機能する。移動制御手段93は、実装作業データ記憶装置85の記憶に基づいて移動装置20を制御し、ヘッドユニット30を所定の移動速度で目標位置に向かって移動させる。
The
また、制御部90は、回転装置60の動作を制御する回転制御手段94として機能する。回転制御手段94は、回転装置60を制御し、実装作業データ記憶装置85の記憶に基づいて、目標角度に向かって各実装ヘッド32を回転させる。
Further, the
また、制御部90は、昇降装置50の動作を制御する昇降制御手段95として機能する。昇降制御手段95は、実装作業データ記憶装置85の記憶に基づいて昇降装置50を制御し、常には、下端が基板Bに実装済みの電子部品等に干渉しない位置(上昇位置)に実装ヘッド32を保持し、電子部品Pを吸着・実装するときに下降位置まで実装ヘッド32を下降させ、電子部品Pの吸着または実装を終えると再び実装ヘッド32を上昇させる。この昇降制御手段95は、後述するタイミング制御手段97からの下降指令信号を受けると実装ヘッド32を下降させるものであり、本発明の制御手段を構成する。なお、タイミング制御手段97は、本発明の制御手段を構成する。
Further, the
また、制御部90は、ヘッドユニット30の移動開始からの経過時間Taと、実装ヘッド32の回転開始からの経過時間Tbとを計測する計測手段96として機能する。計測手段96は、移動制御手段93または回転制御手段94から、移動開始または回転開始の信号を受信するとクロック信号をカウントし、経過時間Ta,Tbを算出する。
Further, the
そして、制御部90は、所定のタイミングで実装ヘッド32の下降を指示するタイミング制御手段97として機能する。タイミング制御手段97は、ヘッドユニット30が目標位置に向かって移動を開始してから移動を終了する(目標位置に達する)までにかかる移動所要時間Txyと、実装ヘッド32が目標角度に向かって回転を開始してから回転を終了する(目標角度に達する)までにかかる回転所要時間Trとを算出し、それらが実装ヘッド32が下降位置に到達するまでにかかる下降所要時間Tzよりも短くなったときに下降指令信号を発する。
The
次に、表面実装機1による電子部品Pの基板Bへの実装動作と、制御部90の動作とをあわせて説明する。
作業者が、実装ラインにおいて生産する基板Bの種別を選択すると、図7に示す実装作業ルーチンが開始される。
Next, the mounting operation of the electronic component P on the substrate B by the
When the worker selects the type of board B to be produced on the mounting line, the mounting work routine shown in FIG. 7 is started.
実装作業ルーチンが開始されると、制御部90の搬送制御手段91が基板Bを搬入し、実装作業位置に停止させて固定する(S101)。
次いで、制御部90は、各実装ヘッド32に電子部品Pを吸着させる(S102)。この電子部品Pの吸着処理は、以下のようにして行われる(図8参照)。
When the mounting work routine is started, the transfer control means 91 of the
Next, the
まず、制御部90のタイミング制御手段97は、実装作業データ記憶装置85の記憶に基づき、電子部品Pを吸着する時の位置(目標下降位置)まで実装ヘッド32が下降するのに要する下降所要時間Tzを算出する(S201)。具体的には、下降所要時間Tzは、エンコーダ(位置検出手段)により得られる現在の実装ヘッド32の高さ位置(上昇位置)から、目標下降位置までの上下方向の距離(下降距離)と、実装作業データ記憶装置85に記憶された実装ヘッド32の下降速度とに基づいて算出する。
First, the timing control means 97 of the
また、制御部90の移動制御手段93は、電子部品Pの部品供給位置(目標位置)を目指してヘッドユニット30の移動を開始させ(S202)、同時に、制御部90の計測手段96は、ヘッドユニット30の移動開始からの経過時間Taのカウントを開始する(S203)。そして、制御部90のタイミング制御手段97は、ヘッドユニット30が部品供給位置に到達するまでに要する移動所要時間Txyを算出する(S204)。移動所要時間Txyは、具体的には以下のようにして算出される。まず実装作業データ記憶装置85の記憶と、エンコーダ24A,26A(位置検出手段)により得られるヘッドユニット30の現在位置(移動を開始する位置)とに基づき、ヘッドユニット30の目標位置(部品供給位置)までの距離を算出し、この算出した移動距離と、実装作業データ記憶装置85に記憶されたヘッドユニット30の移動速度とに基づいて現在位置から目標位置(移動を終了する位置)までの移動にかかる合計移動時間を算出する。そして、合計移動時間から経過時間Taを差し引いた時間を、移動所要時間Txyとして算出する。
Further, the movement control means 93 of the
また、制御部90の回転制御手段94は、電子部品Pの吸着角度(目標角度)を目指して実装ヘッド32の回転を開始させ(S205)、同時に、制御部90の計測手段96は、実装ヘッド32の回転開始からの経過時間Trのカウントを開始する(S206)。そして、制御部90のタイミング制御手段97は、実装ヘッド32が吸着角度になるまでに要する回転所要時間Trを算出する(S207)。移動所要時間Trは、具体的には以下のようにして算出される。まず実装作業データ記憶装置85の記憶と、エンコーダ(回転検出手段)により得られる現在の実装ヘッド32の角度(回転を開始するときの角度)から目標角度(吸着角度)になるまでの回転量を算出し、この算出した回転量と、実装作業データ記憶装置85に記憶された実装ヘッド32の回転速度とに基づいて、実装ヘッド32が現在の角度から目標の角度(回転を終了するときの角度)になるまでの回転にかかる合計回転時間を算出する。そして、合計回転時間から経過時間Trを差し引いた時間を、回転所要時間Trとして算出する。
Further, the rotation control means 94 of the
そして、制御部90のタイミング制御手段97は、移動所要時間Txyおよび回転所要時間Trと下降所要時間Tzとを比較し続け、移動所要時間Txyが下降所要時間Tzよりも短くなり(S208でYes)、かつ回転所要時間Trが下降所要時間Tzよりも短くなったときに(S209でYes)、下降指令信号を発する(S210)。
Then, the timing control means 97 of the
すると、制御部90の昇降制御手段95は、下降指令信号を受けて実装ヘッド32の下降を開始させる(S211)。その後、ヘッドユニット30は目標位置(部品供給位置)に達し、制御部90の移動制御手段93はヘッドユニット30の移動を終了させ(S212)、また実装ヘッド32は目標角度(吸着角度)に達し、制御部90の回転制御手段94は実装ヘッド32の回転を終了させる(S213)。
Then, the raising / lowering control means 95 of the
その後、実装ヘッド32は下降位置に到達し、制御部90の昇降制御手段95は実装ヘッド32の下降を終了させるとともに、電子部品Pを吸着させ(S214)、吸着処理ルーチンが終了する。
Thereafter, the mounting
電子部品Pの吸着処理ルーチンが終了すると、制御部90は、図7に示すように、ヘッドユニット30が全ての電子部品Pを吸着し終えたか否かを判定する(S103)。吸着が完了していない場合には(S103でNo)、引き続き電子部品Pの吸着処理を行う(S102)。
When the electronic component P suction processing routine ends, the
全ての電子部品Pの吸着が完了した場合には(S103でYes)、制御部90は、電子部品Pの部品認識を行う(S104)。具体的には、制御部90の昇降制御手段95は、電子部品Pを吸着した実装ヘッド32を上昇させ、同時に制御部90の移動制御手段93は、ヘッドユニット30を部品認識装置14の上方へ移動させる。ヘッドユニット30が部品認識装置14の上方に至ると、制御部90の認識装置制御手段92は、実装ヘッド32に吸着された電子部品Pの下面画像を撮像し、その吸着位置がずれていた場合には、位置ずれの補正に要する実装ヘッド32の回転量を算出する。
When the suction of all the electronic components P is completed (Yes in S103), the
その後、制御部90は、電子部品Pを順番に基板Bに実装させる(S105)。電子部品Pの実装処理は、電子部品Pの吸着処理とほぼ同様であり、以下のようにして行われる(図8参照)。
Thereafter, the
まず、制御部90のタイミング制御手段97は、実装作業データ記憶装置85の記憶に基づき、電子部品Pを実装するときの位置(目標下降位置)まで実装ヘッド32が下降するのに要する下降所要時間Tzを算出する(S201)。
First, the timing control means 97 of the
また、制御部90の移動制御手段93は、電子部品Pの実装位置(目標位置)を目指してヘッドユニット30の移動を開始させ(S202)、同時に、制御部90の計測手段96は、ヘッドユニット30が移動を開始してからの経過時間Taのカウントを開始し(S203)、制御部90のタイミング制御手段97は、ヘッドユニット30が実装位置に到達するまでに要する移動所要時間Txyを算出する(S204)。
Further, the movement control means 93 of the
また、制御部90の回転制御手段94は、実装角度(目標角度)を目指して実装ヘッド32の回転を開始させ(S205)、同時に、制御部90の計測手段96は、実装ヘッド32が回転を開始してからの経過時間Tbのカウントを開始し(S206)、制御部90のタイミング制御手段97は、実装ヘッド32が実装角度になるまでに要する回転所要時間Trを算出する(S207)。ここで、回転所要時間Trを算出する際には、S104において算出された補正に要する回転量を実装ヘッド32の回転量に加算して算出する。
Further, the rotation control means 94 of the
そして、制御部90のタイミング制御手段97は、算出した移動所要時間Txyおよび回転所要時間Trと下降所要時間Tzとを比較し続け、移動所要時間Txy<下降所要時間Tzになり(S208でYes)、かつ回転所要時間Tr<下降所要時間Tzになったときには(S209でYes)、下降指令信号を発する(S210)。
Then, the
すると、制御部90の昇降制御手段95は、下降指令信号を受けて実装ヘッド32の下降を開始させる(S211)。その後、ヘッドユニット30は目標位置(実装位置)に達し、制御部90の移動制御手段93はヘッドユニット30の移動を終了させ(S212)、また実装ヘッド32は目標角度(実装角度)に達し、制御部90の回転制御手段94は実装ヘッド32の回転を終了させる(S213)。
Then, the raising / lowering control means 95 of the
その後、実装ヘッド32は下降位置に到達し、制御部90の昇降制御手段95は実装ヘッド32の下降を終了させるとともに、電子部品Pを基板Bに実装させ(S214)、実装処理ルーチンが終了する。なお、実装ヘッド32が部品供給位置から上昇し、部品認識を経て電子部品Pを基板Bに実装するまでの動作の様子を図9に示した。
Thereafter, the mounting
実装処理ルーチンが終了すると、制御部90は、図7に示すように、ヘッドユニット30に吸着した全ての電子部品Pを基板Bに実装し終えたか否かを判定する(S106)。実装が完了していない場合には(S106でNo)、引き続き電子部品Pの実装処理を行う(S105)。
When the mounting process routine ends, the
全ての電子部品Pの実装が完了した場合には(S106でYes)、制御部90は、当該基板Bに実装しなければならない全ての電子部品Pを実装し終えたか否かを判定する(S107)。実装が完了していない場合には、引き続き電子部品Pの吸着処理を行い(S102)、前述の作業を繰り返す。
When the mounting of all the electronic components P is completed (Yes in S106), the
当該基板Bへの全ての電子部品Pの実装が完了した場合には(S107でYes)、制御部90の搬送制御手段91は、表面実装機1から基板Bを搬出させ(S108)、実装作業ルーチンは終了する。
When the mounting of all the electronic components P on the board B is completed (Yes in S107), the transport control means 91 of the
上記のように構成された本参考例によれば、以下の効果を奏する。
実装ヘッド32は、ヘッドユニット30が目標位置に向かって移動を開始してから終了するまでにかかる移動所要時間Txyと、実装ヘッド32が目標角度に向かって回転を開始してから終了するまでにかかる回転所要時間Trとが、実装ヘッド32が下降位置に到達するまでにかかる下降所要時間Tzよりも短くなったときに下降動作を開始する。これにより、実装ヘッド32の下降は、ヘッドユニット30の移動および実装ヘッド32の回転と並行して行われるから、装着作業を効率よく行うことができる。
According to this reference example configured as described above, the following effects can be obtained.
The mounting
そして、実装ヘッド32は、ヘッドユニット30の移動および実装ヘッド32の回転が終了した後に、下降位置に到達するから、ヘッドユニット30の移動および実装ヘッド32の回転が終了していないうちに実装ヘッド32が下降位置に至り、基板Bに実装済みの電子部品P等に実装ヘッド32の下端が干渉してしまうことを防止することができる。
Since the mounting
<実施形態>
次に、本発明の実施形態に係る表面実装機1について説明する。
本実施形態の表面実装機1は、各実装ヘッド32を別々に回転可能とした点で、参考例とは相違する。なお、参考例と同様の構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。
<Implementation-shaped state>
It will now be described
The
この表面実装機1においては、電子部品Pの吸着(実装)処理は、以下のようにして行われる(図10参照)。ここでは、電子部品P1を吸着する実装ヘッド32を第1実装ヘッド32、電子部品P2を吸着する実装ヘッド32を第2実装ヘッド32と称して説明する。
In the
まず、制御部90のタイミング制御手段97は、実装作業データ記憶装置85の記憶に基づき、電子部品P1を吸着(実装)するときの目標下降位置まで第1実装ヘッド32が下降するのに要する下降所要時間Tz1を算出する(S301)。
First, the timing control means 97 of the
また、制御部90の移動制御手段93は、電子部品P1の目標位置を目指してヘッドユニット30の移動を開始させ(S302)、同時に、制御部90の計測手段96は、ヘッドユニット30の移動開始からの経過時間Ta1のカウントを開始し(S303)、制御部90のタイミング制御手段97は、ヘッドユニット30が目標位置に到達するまでに要する移動所要時間Txy1を算出する(S304)。
Further, the movement control means 93 of the
また、制御部90の回転制御手段94は、目標角度を目指して第1実装ヘッド32の回転を開始させ(S305)、同時に、制御部90の計測手段96は、第1実装ヘッド32の回転開始からの経過時間Tb1のカウントを開始し(S306)、制御部90のタイミング制御手段97は、第1実装ヘッド32が目標角度になるまでに要する回転所要時間Tr1を算出する(S307)。
Further, the rotation control means 94 of the
また、制御部90の回転制御手段94は、次に吸着(実装)する電子部品P2のための目標角度を目指して第2実装ヘッド32の回転を開始させ(S308)、同時に、制御部90の計測手段96は、第2実装ヘッド32の回転開始からの経過時間Tb2のカウントを開始し(S309)、制御部90のタイミング制御手段97は、第2実装ヘッド32が目標角度になるまでに要する回転所要時間Tr2を算出する(S310)。
Further, the rotation control means 94 of the
この間、制御部90のタイミング制御手段97は、移動所要時間Txy1および回転所要時間Tr1と下降所要時間Tz1とを比較し続け、移動所要時間Txy1<下降所要時間Tz1になり(S311でYes)、かつ回転所要時間Tr1<下降所要時間Tz1となったときには(S312でYes)、下降指令信号を発する(S313)。
During this time, the timing control means 97 of the
すると、制御部90の昇降制御手段95は第1実装ヘッド32の下降を開始させ(S314)、制御部90の移動制御手段93はヘッドユニット30の移動を終了させ(S315)、また制御部90の回転制御手段94は第1実装ヘッド32の回転を終了させる(S316)。その後、第1実装ヘッド32は下降位置に到達し、制御部90の昇降制御手段95は第1実装ヘッド32の下降を終了させるとともに、電子部品P1を吸着(実装)させる(S317)。
Then, the elevation control means 95 of the
次いで、制御部90の昇降手段は、第1実装ヘッド32を上昇させるとともに、制御部90のタイミング制御手段97は、電子部品P2を吸着(実装)可能な位置まで第2実装ヘッド32が下降するのに要する下降所要時間Tz2を算出する(S318)。
Next, the lifting / lowering means of the
そして、制御部90の移動制御手段93は、目標位置を目指してヘッドユニット30の移動を開始させ(S319)、同時に、制御部90の計測手段96は、ヘッドユニット30の移動開始からの経過時間Ta2のカウントを開始し(S320)、制御部90のタイミング制御手段97は、ヘッドユニット30が目標位置に到達するまでに要する移動所要時間Txy2を算出する(S322)。
Then, the movement control means 93 of the
制御部90のタイミング制御手段97は、移動所要時間Txy2および回転所要時間Tr2と下降所要時間Tz2とを比較し続け、移動所要時間Txy2<下降所要時間Tz2になり(S323でYes)、かつ回転所要時間Tr2<下降所要時間Tz2となったときには(S324でYes)、下降指令信号を発する(S325)。
The timing control means 97 of the
すると、制御部90の昇降制御手段95は、第2実装ヘッド32の下降を開始させ(S326)、制御部90の移動制御手段93はヘッドユニット30の移動を終了させ(S327)、また制御部90の回転制御手段94は第2実装ヘッド32の回転を終了させる(S328)。その後、第2実装ヘッド32は下降位置に到達し、制御部90の昇降制御手段95は第2実装ヘッド32の下降を終了させるとともに、電子部品P2を吸着(実装)させる(S329)。
Then, the elevation control means 95 of the
実施形態の構成によれば、第2実装ヘッド32の回転を第1実装ヘッド32の吸着(実装)作業と並行して行うことができる。したがって、電子部品P1の吸着(実装)作業の終了後に、第2実装ヘッド32の回転を開始する場合に比べて回転が終了する時間を早めることができ、すなわち第2実装ヘッド32の下降をより早い段階で開始することが可能となるから、実装作業の効率をさらに高めることができる。
According to the configuration of the exemplary shaped state, it is possible to perform the rotation of the second mounting
<他の実施形態>
本発明は上記記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本発明の技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1)上記実施形態では、移動所要時間Txyおよび回転所要時間Trを、合計移動時間および合計回転時間から、それぞれ経過時間Ta,Tbを差し引くことにより算出しているが、これに限らず、例えば現在の位置(現在の角度)から目標位置(目標角度)までの距離(回転量)と移動速度(回転速度)とに基づいて算出してもよい。 (1) In the above embodiment, the required movement time Txy and the required rotation time Tr are calculated by subtracting the elapsed times Ta and Tb from the total movement time and the total rotation time, respectively. You may calculate based on the distance (rotation amount) from the current position (current angle) to the target position (target angle) and the moving speed (rotational speed).
(2)上記実施形態では、実装ヘッド32が下降位置に到達するまでに要する下降所要時間Tzをその都度算出しているが、下降所要時間Tzは、予め実装作業データ記憶装置に記憶されていてもよい。
(2) In the above-described embodiment, the required descent time Tz required for the mounting
(3)上記実施形態では、部品認識装置14は、基台10に1台のみ設けられているが、これに限らず、複数台を設けるようしてもよい。このとき、部品供給位置から実装位置に移動する際に、部品認識を行う部品認識装置を適宜選択し、ヘッドユニットの移動時間の短縮を図るようにしてもよい。
(3) In the above embodiment, only one
(4)上記実施形態では、部品認識装置14は、基台10に設けられているが、これに限らず、例えば部品認識装置をヘッドユニットに設けてもよい。そして、ヘッドユニットが基板の上方へ移動する間に部品認識装置がスライド移動して部品認識を行うようにすれば、部品認識装置が基台に設置されている場合のように、ヘッドユニットを部品認識装置の上方に移動させなくて済むから、さらに実装作業の効率化を図ることができる。
(4) In the above embodiment, the
(5)上記実施形態では、電子部品Pを順番に1ずつ吸着しているが、例えば、複数の電子部品Pの部品供給位置が、実装ヘッド32のピッチと同ピッチで配されるとともに、その複数の電子部品Pの吸着角度が等しい場合には、複数の実装ヘッド32を同時に下降させ、複数の電子部品Pを同時に吸着するようにしてもよい。
(5) In the above embodiment, the electronic components P are sucked one by one in order. For example, the component supply positions of the plurality of electronic components P are arranged at the same pitch as the pitch of the mounting
(6)上記実施形態では、部品認識を終えた後に、実装角度に向けて実装ヘッド32の回転を開始させているが、これに限らず、部品認識を行う前から、例えば部品吸着位置から実装ヘッドを上昇させるのとほぼ同時期に、実装ヘッドの回転を開始させるようにしてもよい。
(6) In the above embodiment, the rotation of the mounting
B…基板(装着部)
P…電子部品
Tr…回転所要時間
Txy…移動所要時間
Tz…下降所要時間
1…表面実装機(部品装着装置)
11…部品供給部
14…部品認識装置(部品認識手段)
30…ヘッドユニット
32…実装ヘッド(装着ヘッド)
92…認識装置制御手段(部品認識手段)
95…昇降制御手段(制御手段)
97…タイミング制御手段(制御手段)
B ... Board (mounting part)
P ... Electronic component Tr ... Time required for rotation Txy ... Time required for movement Tz ... Time required for
DESCRIPTION OF
30 ...
92 ... Recognition device control means (part recognition means)
95: Elevating control means (control means)
97 ... Timing control means (control means)
Claims (2)
前記部品供給部の上方と前記装着部の上方との間を水平方向に移動するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットに備えられ、前記電子部品をピックアップまたは装着する目標下降位置まで下降するとともに、前記電子部品をピックアップまたは装着する目標角度にあわせて垂直方向の軸線周りに回転する装着ヘッドと、
前記ヘッドユニットが前記電子部品をピックアップまたは装着する目標位置に向かって移動を開始してから終了するまでにかかる移動所要時間と、前記装着ヘッドが前記目標角度に向かって回転を開始してから終了するまでにかかる回転所要時間とが、前記装着ヘッドが前記目標下降位置に到達するまでにかかる下降所要時間よりも短くなったときに、前記装着ヘッドの下降動作を開始させる制御手段とを備え、
前記ヘッドユニットには前記装着ヘッドが複数備えられ、この複数の装着ヘッドは、別々に昇降可能であり、また異なる回転速度で別々に回転可能であって、前記装着ヘッドの回転を、別の前記装着ヘッドが前記電子部品をピックアップまたは装着する作業と並行して行うことを特徴とする部品装着装置。 A component mounting apparatus that picks up an electronic component from a component supply unit and mounts the electronic component on the mounting unit.
A head unit that moves in a horizontal direction between the component supply unit and the mounting unit; and
A mounting head provided in the head unit and lowered to a target lowering position for picking up or mounting the electronic component, and rotating around a vertical axis in accordance with a target angle for picking up or mounting the electronic component;
The time required for the head unit to move from the start of movement toward the target position for picking up or mounting the electronic component to the end, and after the mounting head starts to rotate toward the target angle And a control means for starting the lowering operation of the mounting head when the required rotation time until the mounting head is shorter than the lowering time required for the mounting head to reach the target lowered position,
Wherein the head unit is equipped plurality said mounting heads, the plurality of mounting heads is separately elevatable, or I rotatable der separately at different rotational speeds, the rotation of the mounting head, another The component mounting apparatus , wherein the mounting head is performed in parallel with an operation of picking up or mounting the electronic component .
前記装着ヘッドは、前記部品認識手段の認識に基づいて、回転して前記電子部品の姿勢を補正するようになっており、
前記回転所要時間には、前記補正にかかる回転時間を含むことを特徴とする請求項1に記載の部品装着装置。 Component recognition means for recognizing the posture of the electronic component picked up by the mounting head;
The mounting head is configured to rotate and correct the posture of the electronic component based on the recognition of the component recognition means,
The component mounting apparatus according to claim 1 , wherein the required rotation time includes a rotation time required for the correction .
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