JP6178579B2 - Component mounting apparatus and component mounting method - Google Patents
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Description
本発明は、部品供給装置から供給された電子部品を、吸着ノズルにより吸着して基板上に実装する部品実装装置及び部品実装方法に関する。 The present invention relates to a component mounting apparatus and a component mounting method for mounting an electronic component supplied from a component supply device on a substrate by suction with a suction nozzle.
従来、この種の部品実装装置として、吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着位置や向きを補正して、基板に実装するものが知られている（特許文献１、２参照）。特許文献１に記載の部品実装装置では、吸着ノズルを挟んで搭載ヘッドに発光部と受光部が設けられている。ノズルに保持された電子部品の側面にレーザー光線が照射され、受光部上に生じる電子部品の影から、電子部品の向きや基板に対する実装位置が補正される。特許文献２に記載の部品実装装置では、基台上に反射式のレーザー変位計が設けられている。電子部品の側面にレーザー光線が照射され、電子部品から反射された反射光のスポット径から、電子部品の向きや基板に対する実装位置が補正される。 Conventionally, as this type of component mounting apparatus, there is known a component mounting device that corrects the suction position and orientation of an electronic component sucked by a suction nozzle and mounts it on a substrate (see Patent Documents 1 and 2). In the component mounting apparatus described in Patent Document 1, a light emitting unit and a light receiving unit are provided on a mounting head with a suction nozzle interposed therebetween. The side surface of the electronic component held by the nozzle is irradiated with a laser beam, and the orientation of the electronic component and the mounting position with respect to the substrate are corrected from the shadow of the electronic component generated on the light receiving unit. In the component mounting apparatus described in Patent Document 2, a reflective laser displacement meter is provided on a base. The side surface of the electronic component is irradiated with a laser beam, and the orientation of the electronic component and the mounting position with respect to the substrate are corrected from the spot diameter of the reflected light reflected from the electronic component.
ところで、部品実装装置においては、小型の抵抗やコンデンサだけでなく、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やカードリーダのコネクタ等の大型の電子部品が基板に実装される。また近年、電磁波の漏洩を防ぐシールドケースの搭載の要望も高まっている。シールドケースには軽量化のために肉抜きされたもの等があり、上記の部品実装装置のように電子部品の１箇所を吸着しただけでは安定した実装ができない。複数の離間した吸着口を有する吸着ノズルもあるが、上記の部品実装装置では部品の形状に関わらず吸着ノズルの向きが一定なため、電子部品の離間した吸着箇所を適切に吸着することは難しい。 By the way, in the component mounting apparatus, not only small resistors and capacitors but also large electronic components such as a CPU (Central Processing Unit) and a card reader connector are mounted on the substrate. In recent years, there has been an increasing demand for mounting a shield case for preventing leakage of electromagnetic waves. Some shield cases are thinned for weight reduction, and stable mounting cannot be achieved only by sucking one part of an electronic component as in the above-described component mounting apparatus. Although there are suction nozzles having a plurality of spaced suction ports, in the above-described component mounting apparatus, the orientation of the suction nozzle is constant regardless of the shape of the component, so it is difficult to properly suck the separated suction locations of the electronic components .
また、レーザー光線や画像認識による電子部品の認識範囲には制限があり、まれに電子部品が認識範囲に収まらない場合がある。この場合、部品実装装置において吸着ノズルに吸着された電子部品を認識することができず、基板に対して電子部品を実装することができないという不具合がある。 In addition, the recognition range of electronic components by laser beam or image recognition is limited, and in rare cases, electronic components may not be within the recognition range. In this case, there is a problem that the electronic component sucked by the suction nozzle cannot be recognized in the component mounting apparatus, and the electronic component cannot be mounted on the substrate.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、電子部品の大きさや形状に関わらず、基板に対して電子部品を適切に実装することができる部品実装装置及び部品実装方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a component mounting apparatus and a component mounting method capable of appropriately mounting an electronic component on a substrate regardless of the size and shape of the electronic component. For the purpose.
本発明の部品実装装置は、ヘッドに装着した吸着ノズルで電子部品を吸着して、基板に対して電子部品を実装する部品実装装置であって、前記ヘッドに装着した吸着ノズルが前記電子部品を吸着する前に、前記吸着ノズルの向きを認識する認識部と、前記認識部の認識結果に基づいて前記吸着ノズルを任意の角度に回転させるためのヘッドに備えた回転駆動部とを備え、前記吸着ノズルの先端は複数の離間した吸着口を有しており、前記電子部品に予め設定された複数の離間した吸着箇所に応じて、前記回転駆動部が前記吸着ノズルの向きを調整し、前記吸着ノズルが前記電子部品を吸着した後に、前記回転駆動部が前記吸着ノズルの向きから前記電子部品の向きを推定して、前記電子部品の向きを調整することを特徴とする。 The component mounting apparatus of the present invention is a component mounting apparatus that sucks an electronic component with a suction nozzle mounted on a head and mounts the electronic component on a substrate, and the suction nozzle mounted on the head mounts the electronic component. A recognizing unit for recognizing the direction of the adsorbing nozzle before adsorbing, and a rotation driving unit provided in a head for rotating the adsorbing nozzle to an arbitrary angle based on a recognition result of the recognizing unit, the tip of the suction nozzle has a plurality of spaced apart suction port, in accordance with a plurality of spaced apart suction portion which is preset in the electronic component, the rotation driving unit to adjust the orientation of the suction nozzle, wherein After the suction nozzle sucks the electronic component, the rotation driving unit estimates the direction of the electronic component from the direction of the suction nozzle and adjusts the direction of the electronic component .
本発明の部品実装方法は、ヘッドに装着した吸着ノズルで電子部品を吸着して、基板に対して電子部品を実装する部品実装方法であって、前記ヘッドに装着した吸着ノズルが前記電子部品を吸着する前に、前記吸着ノズルの向きを認識するステップと、認識された前記吸着ノズルの向きに基づいて前記ヘッドに備えた回転駆動部で前記吸着ノズルを任意の角度に回転させるステップとを有し、前記吸着ノズルの先端は複数の離間した吸着口を有しており、前記電子部品に予め設定された複数の離間した吸着箇所に応じて、前記吸着ノズルの向きが調整され、前記吸着ノズルが前記電子部品を吸着した後に、前記回転駆動部が前記吸着ノズルの向きから前記電子部品の向きを推定して、前記電子部品の向きを調整することを特徴とする。 The component mounting method of the present invention is a component mounting method in which an electronic component is sucked by a suction nozzle mounted on a head and the electronic component is mounted on a substrate, and the suction nozzle mounted on the head mounts the electronic component. Before adsorbing, there are a step of recognizing the direction of the adsorbing nozzle and a step of rotating the adsorbing nozzle at an arbitrary angle by a rotation driving unit provided in the head based on the recognized direction of the adsorbing nozzle. The tip of the suction nozzle has a plurality of spaced suction ports, and the orientation of the suction nozzle is adjusted according to a plurality of spaced suction points preset in the electronic component, and the suction nozzle There after adsorbing the electronic component, the rotation driving unit to estimate the orientation of the electronic component from the direction of the suction nozzle, characterized that you adjust the orientation of the electronic component.
これらの構成によれば、電子部品を吸着する前に吸着ノズルの向きが調整されて、電子部品に設定された複数の吸着箇所に吸着ノズルの複数の吸着口が合わせられる。よって、吸着ノズルの複数の吸着口に電子部品の複数の吸着箇所が保持されるため、基板に対して電子部品を安定して実装できる。また、認識部の認識範囲に収まらないサイズの電子部品を吸着した場合には、吸着ノズルの向きから電子部品の向きを認識できる。また、電子部品が認識部の認識範囲に収まらない場合であっても、電子部品の向きを直接認識することなく、電子部品の向きを適切に調整して基板に搭載することができる。 According to these configurations, the direction of the suction nozzle is adjusted before suctioning the electronic component, and the plurality of suction ports of the suction nozzle are aligned with the plurality of suction locations set in the electronic component. Therefore, since a plurality of suction locations of the electronic component are held at the suction ports of the suction nozzle, the electronic component can be stably mounted on the substrate. Further, when an electronic component having a size that does not fit within the recognition range of the recognition unit is sucked, the direction of the electronic component can be recognized from the direction of the suction nozzle. Further, even when the electronic component does not fall within the recognition range of the recognition unit, the direction of the electronic component can be appropriately adjusted and mounted on the substrate without directly recognizing the direction of the electronic component.
また本発明の上記部品実装装置において、前記吸着ノズルには、前記複数の吸着口が形成された吸着面に対向するように、前記認識部による角度認識用の外面形状が設けられている。この構成によれば、吸着ノズルの吸着面に対向する位置で吸着ノズルの向きを認識することができる。 In the component mounting apparatus of the present invention, the suction nozzle is provided with an outer surface shape for angle recognition by the recognition unit so as to face the suction surface on which the plurality of suction ports are formed. According to this configuration, the direction of the suction nozzle can be recognized at a position facing the suction surface of the suction nozzle.
また本発明の上記部品実装装置において、前記吸着ノズルは前記ヘッドに対して着脱可能であり、前記ヘッドから外された前記吸着ノズルを収容する収容部をさらに備える。この構成によれば、電子部品の種類に応じて適切な吸着ノズルを使用することができる。 Moreover, the said component mounting apparatus of this invention WHEREIN: The said suction nozzle is detachable with respect to the said head, and is further provided with the accommodating part which accommodates the said suction nozzle removed from the said head. According to this configuration, an appropriate suction nozzle can be used according to the type of electronic component.
また本発明の上記部品実装装置において、前記認識部は前記ヘッドの下方に設けられ、レーザー光線の照射により前記吸着ノズルの向きを認識する。この構成によれば、吸着ノズルの外面にレーザー光線を照射することで、吸着ノズルの向きを容易に認識することができる。 In the component mounting apparatus of the present invention, the recognition unit is provided below the head, and recognizes the orientation of the suction nozzle by irradiation with a laser beam. According to this configuration, the direction of the suction nozzle can be easily recognized by irradiating the outer surface of the suction nozzle with a laser beam.
また本発明の上記部品実装装置において、前記認識部は、撮像により前記吸着ノズルの向きを認識する。この構成によれば、吸着ノズルの外面を撮像した撮像画像に基づいて、吸着ノズルの向きを容易に認識することができる。 In the component mounting apparatus of the present invention, the recognition unit recognizes the orientation of the suction nozzle by imaging. According to this configuration, the orientation of the suction nozzle can be easily recognized based on the captured image obtained by imaging the outer surface of the suction nozzle.
また本発明の上記部品実装装置において、前記吸着ノズルの先端は緩衝材で形成されており、前記認識部は、前記複数の吸着口に光を照射して、前記吸着口からの反射光に基づいて前記複数の吸着口を認識する。この構成によれば、吸着ノズルの先端が外面形状の安定しない緩衝材で形成されても、複数の吸着口の位置を適切に認識することができる。 In the component mounting apparatus of the present invention, the tip of the suction nozzle is formed of a buffer material, and the recognition unit irradiates light to the plurality of suction ports, and is based on reflected light from the suction ports. To recognize the plurality of suction ports. According to this configuration, even if the tip of the suction nozzle is formed of a buffer material with an unstable outer surface shape, the positions of the plurality of suction ports can be properly recognized.
また本発明の上記部品実装装置において、前記吸着ノズルを平面方向に移動させる平面移動部を備え、前記吸着ノズルが前記電子部品を吸着する前に、予め設定された前記複数の吸着口に対する前記認識部で認識された前記複数の吸着口のズレ量に基づいて、前記平面移動部が平面方向の移動量を補正し、前記回転駆動部が回転量を補正する。この構成によれば、電子部品に設定された複数の吸着箇所に、複数の吸着口を精度よく合わせることができる。よって、吸着ノズルによって電子部品が一度で適切に吸着されるため、電子部品の吸着動作が繰り返されることがなく、生産性が向上される。 The component mounting apparatus according to the present invention further includes a plane moving unit that moves the suction nozzle in a planar direction, and the recognition of the plurality of suction ports set in advance before the suction nozzle sucks the electronic component. The plane moving unit corrects the amount of movement in the plane direction based on the deviation amounts of the plurality of suction ports recognized by the unit, and the rotation driving unit corrects the amount of rotation. According to this configuration, the plurality of suction ports can be accurately aligned with the plurality of suction locations set in the electronic component. Therefore, since the electronic component is appropriately adsorbed by the adsorption nozzle once, the adsorption operation of the electronic component is not repeated, and the productivity is improved.
本発明によれば、電子部品を吸着する前に吸着ノズルの向きを認識することで、電子部品の大きさや形状に関わらず、基板に対して電子部品を適切に実装することができる。 According to the present invention, by recognizing the orientation of the suction nozzle before sucking the electronic component, the electronic component can be appropriately mounted on the substrate regardless of the size and shape of the electronic component.
以下、図１から図５を参照して本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、第１の実施の形態に係る部品実装装置の上面模式図である。図２は、第１の実施の形態に係る吸着ノズルの平面図である。図３は、第１の実施の形態に係る部品実装装置の制御ブロック図である。なお、以下においては、本発明の部品実装装置を基板に対するシールドケースの搭載に使用する場合について説明するが、この構成に限定されない。本発明の部品実装装置を他の電子部品の搭載時に使用してもよい。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic top view of the component mounting apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a plan view of the suction nozzle according to the first embodiment. FIG. 3 is a control block diagram of the component mounting apparatus according to the first embodiment. In the following, a case where the component mounting apparatus of the present invention is used for mounting a shield case on a substrate will be described, but the present invention is not limited to this configuration. You may use the component mounting apparatus of this invention at the time of mounting of another electronic component.
図１に示すように、部品実装装置１は、部品供給装置としてのパーツフィーダ３から供給された電子部品５８（図４参照）を、搭載ヘッド４によって基板Ｗに搭載するように構成されている。部品実装装置１の基台２の中央には、Ｘ軸方向に沿って基板搬送装置５が配設されている。基板搬送装置５は、Ｘ軸方向の一端側から部品実装前の基板Ｗを搭載ヘッド４の下方に搬入し、部品搭載後の基板ＷをＸ軸方向の他端側から搬出する。また、基台２上には、基板搬送装置５を挟んだ両側に多数のパーツフィーダ３が横並びに配置されている。 As shown in FIG. 1, the component mounting apparatus 1 is configured to mount an electronic component 58 (see FIG. 4) supplied from a parts feeder 3 as a component supply apparatus on a substrate W by a mounting head 4. . In the center of the base 2 of the component mounting apparatus 1, a board transfer device 5 is disposed along the X-axis direction. The board transfer device 5 carries the board W before component mounting from one end side in the X-axis direction below the mounting head 4 and carries the board W after component mounting from the other end side in the X-axis direction. On the base 2, a large number of parts feeders 3 are arranged side by side on both sides of the substrate transfer device 5.
各パーツフィーダ３にはテープリール１１が着脱自在に装着され、テープリール１１には多数の電子部品５８をパッケージングしたキャリアテープが巻回されている。各パーツフィーダ３は、テープリール１１の回転によって搭載ヘッド４にピックアップされる受け渡し位置に向けて、順番に電子部品５８を繰り出している。搭載ヘッド４の受け渡し位置では、キャリアテープから表面のカバーテープが剥離され、キャリアテープのポケット内の電子部品５８が外部に露出される。
A
基台２上には、搭載ヘッド４をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる搭載ヘッド移動機構７が設けられている。搭載ヘッド移動機構７は、基台２の四隅に立設された支柱部（不図示）により支持されており、基台２上面から所定の高さで搭載ヘッド４をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。搭載ヘッド移動機構７は、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸テーブル１２と、一対のＹ軸テーブル１２上を移動するＸ軸テーブル１３とを有している。Ｘ軸テーブル１３には、搭載ヘッド４がＸ軸方向に移動可能に支持されている。
A mounting
搭載ヘッド移動機構７は、Ｘ軸モータ３１（図３参照）によってＸ軸テーブル１３に沿って搭載ヘッド４をＸ軸方向に移動させる。また、搭載ヘッド移動機構７は、Ｙ軸モータ３２（図３参照）によってＸ軸テーブル１３と共に搭載ヘッド４を一対のＹ軸テーブル１２に沿ってＹ軸方向に移動させる。このような構成により、搭載ヘッド４は、基板Ｗの上方を水平移動され、パーツフィーダ３から供給された電子部品５８を保持して、基板Ｗの所望の位置に移載することが可能になっている。基台２上には、多種多様の吸着ノズルが収容されたノズルチェンジャ８（収容部）が設けられており、搭載ヘッド４の吸着ノズルを交換できるように構成されている。
The mounting
ここで、図２を参照して、本実施の形態で使用される吸着ノズル１５について説明する。吸着ノズル１５は、シールドケース等の大型の電子部品５８用のノズルであり、ノズルシャフト１６の先端のノズルアウタ１７に着脱自在に取り付けられている。吸着ノズル１５は、回転駆動部としてのθ軸モータ３４（図３参照）によってＺ軸回りで任意の角度に回転され、Ｚ軸モータ３３（図３参照）によってＺ軸方向に昇降移動される。吸着ノズル１５は、ノズルアウタ１７に装着される装着部２１に、電子部品５８を吸着する吸着部２２をＺ軸方向に摺動可能に取り付けて構成される。装着部２１と吸着部２２との間には、衝撃吸収用のノズルバネ２３が設けられている。
Here, with reference to FIG. 2, the
吸着部２２は、Ｚ軸方向に直交する一方向に延在しており、延在方向の両端部で電子部品５８を吸着するように構成されている。吸着部２２の両端部は、僅かに下方に突出した吸着面２４が設けられ、各吸着面２４に離間した吸着口２５が形成されている。各吸着口２５は吸着部２２内で二股に分岐した分岐流路の一端を形成しており、各分岐流路は途中で合流してノズルシャフト１６内の流路を介してバキューム機構３０（図３参照）に接続されている。また、吸着部２２の上部には、吸着ノズル１５の向きを認識するための外面形状として凸形状２６が形成されている。この凸形状２６によって吸着部２２の上部に一対の認識面２７が平行に形成される。吸着ノズル１５は、一対の認識面２７を基準として回転角度が調整される。
The
また、図３に示すように、搭載ヘッド４には、基板Ｗの搭載位置を認識する画像認識部４１及び吸着ノズル１５の向きを認識するレーザー認識部５１が設けられている。画像認識部４１は、パーツフィーダ３からに送り出された電子部品５８や基板Ｗのマークを撮像する。画像認識部４１の撮像画像に基づいて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における電子部品５８の吸着位置や基板Ｗ上の実装位置が調整される。レーザー認識部５１は、吸着ノズル１５を挟んで発光面５５と受光面５６とを対向させており、吸着ノズル１５の凸形状２６にレーザー光線を照射する。レーザー認識部５１の受光面５６上に生じる吸着ノズル１５の影に基づいて、吸着ノズル１５の向きが調整される。
As shown in FIG. 3, the mounting head 4 is provided with an
部品実装装置１には、各部を統括制御するコントローラ３５が設けられている。コントローラ３５は、各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサやＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の各種メモリを有している。コントローラ３５には、入力デバイスとしてキーボード３６やマウス３７が接続され、表示デバイスとしてモニタ３８が接続されている。コントローラ３５には、フラッシュメモリ等で構成された記憶装置３９が接続されている。記憶装置３９には、キーボード３６やマウス３７で入力された部品データ等が格納される。
The component mounting apparatus 1 is provided with a
また、画像認識部４１及びレーザー認識部５１には、それぞれＡ／Ｄ変換器４２、５２、ＣＰＵ４３、５３、メモリ４４、５４が設けられている。画像認識部４１では、アナログ画像がＡ／Ｄ変換器４２でデジタルデータに変換されてメモリ４４に格納され、ＣＰＵ４３によってデジタルデータから搭載ヘッド４の制御量が算出される。レーザー認識部５１では、吸着ノズル１５の影を示すアナログデータがＡ／Ｄ変換器５２でデジタルデータに変換されてメモリ５４に格納され、ＣＰＵ５３によってデジタルデータから搭載ヘッド４の制御量が算出される。
The
そして、画像認識部４１及びレーザー認識部５１からコントローラ３５に対して搭載ヘッド４の制御量が入力され、コントローラ３５によってバキューム機構３０、Ｘ軸モータ３１、Ｙ軸モータ３２、Ｚ軸モータ３３、θ軸モータ３４が駆動制御される。このような制御により、搭載ヘッド４によってパーツフィーダ３から電子部品５８がピックアップされ、基板Ｗの所定位置に電子部品５８が適切に搭載される。ところで、部品実装装置１には抵抗やコンデンサ等の小型の電子部品だけでなく、電大型の電子部品５８としてシールドケースが基板Ｗに搭載される。
Then, the control amount of the mounting head 4 is input from the
以下、図４を参照して、電子部品の吸着方法について詳細に説明する。図４は、第１の実施の形態に係る電子部品の吸着方法の説明図である。 Hereinafter, the electronic component suction method will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of an electronic component suction method according to the first embodiment.
図４Ａに示す電子部品５８は、磁波の漏洩を防ぐシールドケースであり、金属板材の中央を打ち抜いて矩形枠状に形成されている。この電子部品５８は、小型の電子部品のように部品中央を吸着することはできず、さらに外周部分の１箇所を吸着しただけでは安定して保持することができない。このため、本実施の形態では上記した一対の離間した吸着口２５を有する吸着ノズル１５を用いて、電子部品５８を安定的に保持するようにしている。電子部品５８には、対角部分に一対の吸着口２５によって吸着される一対の離間した吸着箇所５９が設けられている。
The
初期状態では、一対の吸着箇所５９を結ぶ直線Ｌ１は、吸着ノズル１５の一対の吸着口２５を結ぶ直線Ｌ２に対して角度θ１で交差している。このため、一対の吸着口２５が電子部品５８の一対の吸着箇所５９に合うように吸着ノズル１５の向きが調整される。具体的には、図４Ｂに示すように、吸着ノズル１５が電子部品５８を吸着する前に、レーザー認識部５１の発光面５５から吸着ノズル１５の凸形状２６にレーザー光線が照射され、レーザー認識部５１の受光面５６に凸形状２６の影が形成される。凸形状２６には吸着ノズル１５の角度調整の基準となる一対の認識面２７が設けられており、一対の認識面２７によって凸形状２６の影の幅が可変される。
In the initial state, the straight line L1 connecting the pair of
レーザー認識部５１では、受光面５６に形成される凸形状２６の影の幅に応じて吸着ノズル１５の現在の角度が計測される。このレーザー認識部５１の計測結果に基づいて、一対の吸着口２５が電子部品５８の一対の吸着箇所５９に合うように吸着ノズル１５の吸着角度が調整される。よって、電子部品５８の対角部分の一対の離間した吸着箇所５９が一対の離間した吸着口２５で吸着され、電子部品５８が安定的に保持される。吸着ノズル１５に電子部品５８が吸着されると、吸着ノズル１５に吸着された状態で電子部品５８の向きが、基板Ｗに対する任意の搭載角度に調整される。
In the
この場合、図４Ｃに示すように、本実施の形態のような大型の電子部品５８は、レーザー認識部５１の認識範囲（照射範囲）に収まらない場合がある。よって、電子部品５８にレーザー光線を照射しても、電子部品５８の向きを認識することはできない。そこで、本実施の形態のレーザー認識部５１は、電子部品５８にレーザー光線を照射して電子部品５８の向きを直接認識するのではなく、吸着ノズル１５の向きから電子部品５８の向きを推定している。よって、吸着ノズル１５の現在の角度（吸着角度）を基準として、吸着ノズル１５と共に電子部品５８が回転されることで、電子部品５８が基板Ｗに対して任意の搭載角度に調整される。
In this case, as shown in FIG. 4C, the large
図５を参照して、搭載ヘッドによる大型の電子部品の搭載動作について説明する。図５は、第１の実施の形態に係る搭載ヘッドによる電子部品の搭載動作のフローチャートである。なお、図５のフローチャートは一例を示すものであり、適宜変更が可能である。 With reference to FIG. 5, the mounting operation of a large electronic component by the mounting head will be described. FIG. 5 is a flowchart of the mounting operation of the electronic component by the mounting head according to the first embodiment. Note that the flowchart of FIG. 5 shows an example and can be changed as appropriate.
図５に示すように、搭載ヘッド４がノズルチェンジャ８に移動して、搭載ヘッド４に大型の電子部品５８用の吸着ノズル１５が装着される（ステップＳ０１）。次に、レーザー認識部５１によって、吸着ノズル１５の現在の角度が計測される（ステップＳ０２）。この場合、レーザー光線が吸着ノズル１５の凸形状２６に照射され、凸形状２６の影に応じて吸着ノズル１５の角度が計測される。次に、レーザー認識部５１で計測された吸着ノズル１５の角度を基準としてθ軸モータ３４が回転され、電子部品５８に対する吸着ノズル１５の吸着角度が調整される（ステップＳ０３）。
As shown in FIG. 5, the mounting head 4 moves to the
次に、搭載ヘッド４がパーツフィーダ３の上方に移動され、吸着ノズル１５が下降してパーツフィーダ３から供給された電子部品５８が保持される（ステップＳ０４）。このとき、吸着ノズル１５が電子部品５８を吸着する前に、吸着ノズル１５の吸着角度が調整されているため、一対の吸着口２５によって電子部品５８の吸着箇所５９が適切に吸着される。よって、矩形枠状の電子部品５８であっても、吸着ノズル１５に安定して保持される。次に、吸着ノズル１５が電子部品５８を吸着した状態で上昇し、電子部品５８が所定の搬送高さに位置付けられる（ステップＳ０５）。
Next, the mounting head 4 is moved above the parts feeder 3, the
次に、θ軸モータ３４によって吸着ノズル１５が回転され、基板Ｗに対する電子部品５８の搭載角度が調整される（ステップＳ０６）。このとき、吸着ノズル１５の現在の角度が電子部品５８の現在の角度として推定され、吸着ノズル１５の現在の角度を基準として電子部品５８の回転量が調整される。次に、搭載ヘッド４が基板Ｗの上方に移動され、吸着ノズル１５が下降して基板Ｗの搭載位置に電子部品５８が搭載される（ステップＳ０７）。そして、吸着ノズル１５が所定の搬送高さに上昇し（ステップＳ０８）、搭載ヘッド４がノズルチェンジャ８に移動して吸着ノズル１５が取り外される（ステップＳ０９）。
Next, the
なお、ステップＳ０６においては、電子部品５８を吸着した後に吸着ノズル１５の角度を、レーザー認識部５１によって再び計測することで、電子部品５８の現在の角度を推定してもよい。また、ステップＳ０２においては、レーザー光線の照射によって吸着ノズル１５の角度を計測する構成としたが、画像認識によって吸着ノズル１５の角度を計測することも可能である。例えば、基台２上に高精度の撮像装置を設けて、下方から吸着ノズル１５を撮像することで吸着ノズル１５の現在の角度を計測することも可能である。
In step S06, the current angle of the
以上のように、第１の実施の形態に係る部品実装装置１によれば、電子部品５８を吸着する前に吸着ノズル１５の向きが調整されて、電子部品５８に設定された一対の離間した吸着箇所５９に吸着ノズル１５の一対の離間した吸着口２５が合わせられる。よって、吸着面積の限られた電子部品５８であっても、一対の吸着口２５で電子部品５８を適切に保持することができ、基板Ｗに対して電子部品５８を安定して実装できる。また、レーザー認識部５１の認識範囲に収まらないサイズの電子部品５８を吸着した場合には、吸着ノズル１５の向きから電子部品５８の向きを認識できる。よって、電子部品５８の向きを直接認識することなく、電子部品５８の向きを適切に調整して基板Ｗに搭載することができる。
As described above, according to the component mounting apparatus 1 according to the first embodiment, the direction of the
続いて、図６から図９を参照して、本発明の第２の実施の形態について詳細に説明する。図６は、第２の実施の形態に係る吸着ノズルの平面図である。図７は、第２の実施の形態に係る電子部品の上面図である。図８は、第２の実施の形態に係る部品実装装置の制御ブロック図である。図９は、第２の実施の形態に係る電子部品の吸着方法の説明図である。なお、第２の実施の形態に係る部品実装装置は、第１の実施の形態に係る部品実装装置のレーザー認識部の代わりに、認識部として高精度の撮像装置を設けたものである。したがって、第１の実施の形態と共通の構成については説明を省略し、主に相違点について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 6 is a plan view of the suction nozzle according to the second embodiment. FIG. 7 is a top view of the electronic component according to the second embodiment. FIG. 8 is a control block diagram of the component mounting apparatus according to the second embodiment. FIG. 9 is an explanatory diagram of an electronic component suction method according to the second embodiment. Note that the component mounting apparatus according to the second embodiment is provided with a high-accuracy imaging device as a recognition unit instead of the laser recognition unit of the component mounting apparatus according to the first embodiment. Therefore, description of the configuration common to the first embodiment will be omitted, and differences will mainly be described.
上記した第１の実施の形態に係る吸着ノズル１５では、吸着部２２の両端部に設けた吸着面２４によって電子部品５８が部分的に保持される（図２、図３参照）。このため、搭載ヘッド４が基板Ｗに電子部品５８を搭載する際に、吸着ノズル１５の吸着面２４による電子部品５８の押し込みによって電子部品５８が変形するおそれがある。そこで、図６Ａに示すように、本発明の第２の実施の形態の吸着ノズル６１では、電子部品９６（図７参照）の変形防止のためにノズル先端がゴム等の緩衝材６２で形成され、緩衝材６２の下面全体で電子部品９６の全面を保持するようにしている。
In the
吸着ノズル６１は、板状の吸着部６７を有している。吸着部６７の下面は緩衝材６２によって全面が覆われており、緩衝材６２の所定位置に一対の吸着口６９が形成されている。各吸着口６９は、吸着部６７内に形成された流路６６に連なっており、ノズルシャフト内の流路を介してバキューム機構７０（図８参照）に接続されている。また、吸着部６７の流路６６において一対の吸着口６９を通じて見える箇所は、撮像時の光の反射面８６として機能する。
The
図７に示す電子部品９６は、ノイズ対策用のシールド部材であり、金属板材を打ち抜いて略矩形枠状に形成されている。電子部品９６の外枠部９７には、中央の開口を３つに分ける複数の繋部９８が接続されている。電子部品９６には、この外枠部９７の一の角部分と複数の繋部９８の交差部分に、一対の離間した吸着口６９によって吸着される一対の離間した吸着箇所９９が設けられている。よって、吸着ノズル６１の緩衝材６２には、電子部品９６の吸着箇所９９に対応する位置に吸着口６９が形成されている。
An
ところで、第２の実施の形態においては、吸着ノズル６１が電子部品９６を吸着する前に、電子部品９６の離間した吸着箇所９９に合うように吸着ノズル６１の吸着口６９の位置が調整される。この場合、第１の実施の形態のように、吸着ノズル６１の外面にレーザー光線を照射しても、一対の吸着口６９の位置を適切に認識することはできない。これは、図６Ｂに示すように、吸着ノズル６１の先端には緩衝材６２が設けられており、緩衝材６２の外側面６８には僅かな起伏が生じているからである。このため、第２の実施の形態では、図８に示すように、撮像装置９１によって下側から吸着ノズル６１の先端を撮像することで、吸着ノズル６１の一対の吸着口６９の位置を認識している。
By the way, in the second embodiment, before the
撮像装置９１には、Ａ／Ｄ変換器９２、ＣＰＵ９３、メモリ９４が設けられている。撮像装置９１から吸着ノズル６１に光が照射され、吸着口６９の奥側の反射面８６（図６Ａ参照）から反射光が撮像装置９１に取り込まれることで、一対の吸着口６９を含む撮像画像が生成される。撮像装置９１では、アナログ画像がＡ／Ｄ変換器９２でデジタル画像に変換されてメモリ９４に格納される。また、第２の実施の形態に係る部品実装装置の記憶装置７９には、一対の吸着口６９の設計位置を示す基準画像が予め格納されている。ＣＰＵ９３によってメモリ９４内の撮像画像と記憶装置７９内の基準画像とが比較されて搭載ヘッド６５の制御量が算出される。
The
例えば、図９Ａに示すように、撮像画像Ｉ１の一対の吸着口６９を結ぶ直線Ｌ３と、基準画像Ｉ２の一対の吸着口８７を結ぶ直線Ｌ４とが比較される。直線Ｌ４に対する直線Ｌ３の傾きから角度ズレが算出される。この角度ズレに基づいて直線Ｌ３が直線Ｌ４に平行になるように吸着ノズル６１の回転角度θ２が算出される。次に、図９Ｂに示すように、吸着ノズル６１の回転ズレが補正されると、撮像画像Ｉ１の一対の吸着口６９と基準画像Ｉ２の一対の吸着口８７のＸＹ平面における位置ズレΔＸ、ΔＹが算出される。このＸＹ方向の位置ズレΔＸ、ΔＹに基づいて一対の吸着口６９が一対の吸着口８７に重なるように搭載ヘッド６５の制御量が算出される。
For example, as illustrated in FIG. 9A, a straight line L3 connecting the pair of
そして、角度ズレ量に基づいてθ軸モータ７４が回転されて、電子部品９６に対する吸着ノズル６１の向きが調整される。また、位置ズレ量に基づいてＸ軸モータ７１及びＹ軸モータ７２が駆動され、ＸＹ平面内における吸着ノズル６１の位置が調整される。これにより、吸着ノズル６１の一対の吸着口６９によって電子部品９６の一対の吸着位置が適切に吸着される。その後、第１の実施の形態と同様に、吸着ノズル６１の現在の角度を基準として電子部品９６の回転量が調整され、基板Ｗの搭載位置に電子部品９６が搭載される。
Then, the θ-
以上のように、第２の実施の形態に係る部品実装装置によれば、吸着面積の限られた電子部品９６であっても、電子部品９６が設定された一対の離間した吸着箇所９９に、一対の離間した吸着口６９を精度よく合わせることができる。よって、電子部品９６が一度で適切に吸着されるため、電子部品９６の吸着動作が繰り返されることがなく、生産性が向上される。また、吸着ノズル６１の先端が外面形状の安定しない緩衝材６２で形成されても、一対の吸着口６９の位置を適切に認識することができる。
As described above, according to the component mounting apparatus according to the second embodiment, even in the case of the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状等については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effects of the present invention are exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.
例えば、上記した第１の実施の形態では、吸着ノズル１５に対してレーザー光線を照射することで、吸着ノズル１５の向きを認識する構成としたが、この構成に限定されない。吸着ノズル１５の向きは、例えば、吸着ノズル１５を撮像することで、吸着ノズル１５の向きを認識してもよい。
For example, in the first embodiment described above, the
また、上記した第１の実施の形態では、角度認識用の外面形状として凸形状２６が設けられる構成としたが、この構成に限定されない。角度認識用の外面形状は、吸着ノズル１５の角度認識の基準となる形状であれば、形状や位置は特定されない。
In the first embodiment described above, the
また、上記した第２の実施の形態では、画像認識により吸着ノズル６１の吸着口６９を認識する構成としたが、この構成に限定されない。吸着ノズル６１の吸着口６９は、例えば、吸着口６９に対するレーザー照射等によって認識されてもよい。
In the second embodiment described above, the
また、上記した第１、第２の実施の形態では、吸着ノズル１５、６１が着脱可能に構成されたが、この構成に限定されない。吸着ノズル１５、６１は、ノズルシャフトに一体に形成されていてもよい。
In the first and second embodiments described above, the
以上説明したように、本発明は、電子部品の大きさや形状に関わらず、基板に対して電子部品を適切に実装することができるという効果を有し、特に、シールドケース等の大型の電子部品を実装する部品実装装置及び部品実装方法に有用である。 As described above, the present invention has an effect that an electronic component can be appropriately mounted on a substrate regardless of the size and shape of the electronic component, and in particular, a large electronic component such as a shield case. It is useful for a component mounting apparatus and a component mounting method for mounting
１ 部品実装装置
４、６５ 搭載ヘッド
８ ノズルチェンジャ（収容部）
１５、６１ 吸着ノズル
２４ 吸着面
２５、６９ 吸着口
２６ 凸形状（外面形状）
２７ 認識面
３１、７１ Ｘ軸モータ（平面移動部）
３２、７２ Ｙ軸モータ（平面移動部）
３４、７４ θ軸モータ（回転駆動部）
３９、７９ 記憶装置
５１ レーザー認識部（認識部）
５８、９６ 電子部品
５９、９９ 吸着箇所
６２ 緩衝材
８６ 反射面
９１ 撮像装置（認識部）
Ｉ１ 撮像画像
Ｉ２ 基準画像
Ｗ 基板
1
15, 61
27
32, 72 Y-axis motor (plane moving part)
34, 74 θ-axis motor (rotary drive)
39, 79
58, 96
I1 Captured image I2 Reference image W Substrate
Claims (8)
前記ヘッドに装着した吸着ノズルが前記電子部品を吸着する前に、前記吸着ノズルの向きを認識する認識部と、
前記認識部の認識結果に基づいて前記吸着ノズルを任意の角度に回転させるためのヘッドに備えた回転駆動部とを備え、
前記吸着ノズルの先端は複数の離間した吸着口を有しており、前記電子部品に予め設定された複数の離間した吸着箇所に応じて、前記回転駆動部が前記吸着ノズルの向きを調整し、
前記吸着ノズルが前記電子部品を吸着した後に、前記回転駆動部が前記吸着ノズルの向きから前記電子部品の向きを推定して、前記電子部品の向きを調整することを特徴とする部品実装装置。 A component mounting apparatus that sucks an electronic component with a suction nozzle mounted on a head and mounts the electronic component on a substrate,
A recognition unit that recognizes the orientation of the suction nozzle before the suction nozzle attached to the head sucks the electronic component;
A rotation drive unit provided in a head for rotating the suction nozzle to an arbitrary angle based on a recognition result of the recognition unit;
The tip of the suction nozzle has a plurality of spaced suction ports, and the rotation drive unit adjusts the orientation of the suction nozzle according to a plurality of spaced suction locations preset in the electronic component,
After the suction nozzle sucks the electronic component, the rotation driving unit estimates the direction of the electronic component from the direction of the suction nozzle and adjusts the direction of the electronic component.
前記認識部は、前記複数の吸着口に光を照射して、前記吸着口からの反射光に基づいて前記複数の吸着口を認識することを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。 The tip of the suction nozzle is formed of a buffer material,
The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the recognition unit irradiates the plurality of suction ports with light and recognizes the plurality of suction ports based on reflected light from the suction ports.
前記吸着ノズルが前記電子部品を吸着する前に、予め設定された前記複数の吸着口に対する前記認識部で認識された前記複数の吸着口のズレ量に基づいて、前記平面移動部が平面方向の移動量を補正し、前記回転駆動部が回転量を補正することを特徴とする請求項６に記載の部品実装装置。 A plane moving unit that moves the suction nozzle in a plane direction;
Before the suction nozzle sucks the electronic component, the plane moving unit is moved in the plane direction based on a predetermined amount of displacement of the suction ports recognized by the recognition unit with respect to the plurality of suction ports. The component mounting apparatus according to claim 6, wherein a movement amount is corrected, and the rotation driving unit corrects the rotation amount.
前記ヘッドに装着した吸着ノズルが前記電子部品を吸着する前に、前記吸着ノズルの向きを認識するステップと、
認識された前記吸着ノズルの向きに基づいて前記ヘッドに備えた回転駆動部で前記吸着ノズルを任意の角度に回転させるステップとを有し、
前記吸着ノズルの先端は複数の離間した吸着口を有しており、前記電子部品に予め設定された複数の離間した吸着箇所に応じて、前記吸着ノズルの向きが調整され、
前記吸着ノズルが前記電子部品を吸着した後に、前記回転駆動部が前記吸着ノズルの向きから前記電子部品の向きを推定して、前記電子部品の向きを調整することを特徴とする部品実装方法。 A component mounting method for sucking an electronic component with a suction nozzle mounted on a head and mounting the electronic component on a substrate,
Recognizing the orientation of the suction nozzle before the suction nozzle attached to the head sucks the electronic component;
Rotating the suction nozzle at an arbitrary angle by a rotation driving unit provided in the head based on the recognized orientation of the suction nozzle,
The tip of the suction nozzle has a plurality of spaced suction ports, and the orientation of the suction nozzle is adjusted according to a plurality of spaced suction points preset in the electronic component,
After the suction nozzle is adsorbed the electronic component, component mounting method the rotation driving portion is the estimated orientation of the electronic component from the direction of the suction nozzle, characterized that you adjust the orientation of the electronic component .
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