(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のパーツカセットを搭載した部品供給部をＹ方向に移動させると共にパーツカセット上の電子部品をＸ方向に移動させてパーツカセットの電子部品を部品吸着位置に供給し、前記部品吸着位置において前記電子部品を部品吸着ノズルにより吸着し、部品吸着ノズルにより前記電子部品を回路基板上に装着する部品装着方法において、部品吸着ノズルと吸着された電子部品との間の吸着位置ずれ量を計測し、この吸着位置ずれ量のデータを電子部品の種類毎に蓄積し、蓄積されたデータに基づいて、位置ずれが特定種類の電子部品に発生しているか否か、および位置ずれがすべての種類の電子部品に発生しているか否かを判断し、位置ずれが特定種類の電子部品に発生していると判断したときは、その特定種類の電子部品に対応するパーツカセットの部品供給位置をＸＹ方向に調整し、位置ずれがすべての種類の電子部品に発生していると判断したときは、前記部品供給部の配設位置をＸＹ方向に調整することを特徴とする部品装着方法。
【請求項２】
多数のパーツカセットを搭載した部品供給部をＹ方向に移動させると共にパーツカセット上の電子部品をＸ方向に移動させてパーツカセットの電子部品を部品吸着位置に供給し、前記部品吸着位置において前記電子部品を部品吸着ノズルにより吸着し、部品吸着ノズルにより前記電子部品を回路基板上に装着する部品装着装置において、部品吸着ノズルと吸着された電子部品との間の吸着位置ずれ量を計測する計測手段と、前記吸着位置ずれ量のデータを電子部品の種類毎に蓄積し、蓄積されたデータに基づいて、位置ずれが特定種類の電子部品に発生しているか否か、および位置ずれがすべての種類の電子部品に発生しているか否かを判断し、位置ずれが特定種類の電子部品に発生していると判断したときは、その特定種類の電子部品に対応するパーツカセットの部品供給位置をＸＹ方向に調整するための位置調整指令を出し、位置ずれがすべての種類の電子部品に発生していると判断したときは、前記部品供給部の配設位置をＸＹ方向に調整するための位置調整指令を出す処理ユニットと、処理ユニットからの位置調整指令に基づきパーツカセットまたは、部品供給部を移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とする部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板の電極上にクリーム半田を塗布し、その電極上に電子部品を位置合わせして戴置した後、クリーム半田を加熱、溶融して半田付けをする工程において、電極上に電子部品を装着する部品装着装置等に利用される部品装着装置および部品装着方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、部品装着装置の要部構成を平面的に示す模式図で、部品供給部４３は、電子部品をその種類別に搭載した複数のパーツカセット４２を回路基板４４への装着順に吸着ノズルユニット４１による部品吸着位置に移動させる。
【０００３】
吸着ノズルユニット４１は、装備した複数の吸着ノズル４０を円周軌道上に順次移動させるロータリ構造に構成されており、前記部品供給部４３のパーツカセット４２から電子部品を吸着して、実装位置に搬入された回路基板４４に対し電子部品を装着する。この吸着ノズルユニット４１は各吸着ノズル４０を図示するように、時計回りの（１）〜（１０）の位置に順次回転移動させ、（５）の部品吸着位置（部品吸着ポイント）でパーツカセット４２から電子部品を吸着し、（７）の吸着姿勢認識位置（部品認識ポイント）で吸着姿勢認識カメラを用いた画像認識処理により吸着姿勢の認識がなされ、（９）の姿勢補正位置（部品位置補正ポイント）で吸着姿勢の認識結果に基づいて吸着ノズル４０の回動動作により回転方向の姿勢補正がなされる。
【０００４】
一方、回路基板４４は図示しないＸＹテーブルに保持されてＸ−Ｙ方向に自在移動し、電子部品を実装する所定位置を吸着ノズルユニット４１の部品装着位置（部品装着ポイント）（１０）の下方に移動させる。また、前記吸着姿勢の認識結果に基づく電子部品吸着のＸ−Ｙ方向の位置ずれを補正する方向に移動するので、図５に示すように、吸着ノズル４０に位置ずれした状態に吸着された電子部品４５も回路基板４４上の所定位置に正確に装着される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近来の実装密度の高い回路基板においては、部品間の隣接距離が狭間隔となってきた。このため、特に部品の外形寸法が吸着ノズルの外形寸法より小さい場合、吸着ノズルの中心と吸着した電子部品の中心とが一致しない状態では、先に回路基板上に装着されている電子部品と吸着ノズルとが干渉して装着不良を発生させる場合がある。例えば、図６に示すように、先に回路基板４４に装着された電子部品４６の隣に吸着ノズル４０に吸着した電子部品４５を装着する場合、図示するように吸着ノズル４０による電子部品４５の吸着位置にずれが生じていると、吸着した電子部品４５を所定位置に装着するために下降する吸着ノズル４０が先に装着されている電子部品４６に干渉し、この電子部品４６を傾けたり、弾き飛ばしてしまうことが発生する。
【０００６】
また、電子部品の吸着ミスなどが生じて装着できなかったような場合には、部品装着装置のリカバリー機能により、他の電子部品の装着が終了した後に、装着ミスを生じた電子部品を装着するオートリカバリー動作が実行される。このときには、装着順序が異なるので、既に装着された電子部品の間に装着されることになり、吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着位置にずれが生じていると、吸着ノズルと既に装着されている電子部品（既装着の電子部品の高さが後から装着する電子部品より大の場合に特に問題となる。）との干渉が生じるケースが多くなり、回路基板４４への部品の装着不良を多発させることになる。
【０００７】
そこで、本発明は、このような従来の問題点を解決し、回路基板上に部品を装着する時、部品吸着ノズルの中心位置と吸着した部品の中心位置がずれていた場合でも、先に装着した部品と部品吸着ノズルが干渉することなく良好な装着品質が得られるようにした部品装着装置及び部品装着方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の部品装着方法は、多数のパーツカセットを搭載した部品供給部をＹ方向に移動させると共にパーツカセット上の電子部品をＸ方向に移動させてパーツカセットの電子部品を部品吸着位置に供給し、前記部品吸着位置において前記電子部品を部品吸着ノズルにより吸着し、部品吸着ノズルにより前記電子部品を回路基板上に装着する部品装着方法において、部品吸着ノズルと吸着された電子部品との間の吸着位置ずれ量を計測し、この吸着位置ずれ量のデータを電子部品の種類毎に蓄積し、蓄積されたデータに基づいて、位置ずれが特定種類の電子部品に発生しているか否か、および位置ずれがすべての種類の電子部品に発生しているか否かを判断し、位置ずれが特定種類の電子部品に発生していると判断したときは、その特定種類の電子部品に対応するパーツカセットの部品供給位置をＸＹ方向に調整し、位置ずれがすべての種類の電子部品に発生していると判断したときは、前記部品供給部の配設位置をＸＹ方向に調整することを特徴としたものである。
【００１４】
上記部品装着方法によれば、吸着ノズルに吸着された全ての電子部品について、その電子部品を供給するパーツカセット毎の吸着位置の位置ずれ量のデータを求めることができるので、吸着ノズルによる吸着位置に対する電子部品の供給位置のずれ傾向を知ることができる。即ち、全ての電子部品の位置ずれが同一方向に生じているときは、部品吸着位置に対する部品供給部の位置が不適当であり、特定の電子部品に位置ずれが生じているときは、その電子部品を供給するパーツカセットの供給位置が不適当であることがわかる。従って、位置ずれ量データから得られた位置ずれ傾向から、位置ずれを補正する方向に部品吸着位置への電子部品の供給位置を調整することにより、吸着ノズルの所定位置に電子部品が吸着されるようになり、実装密度の高い回路基板に対する電子部品装着を確実に行うことができる。
【００１５】
上記位置ずれ量データにより全ての電子部品の位置ずれが同一方向に生じていることが検出されたときには、部品供給部の配設位置を位置ずれを補正する方向に調整することにより、位置ずれを修正することができる。また、位置ずれ量データにより特定の電子部品に位置ずれが生じていることが検出されたときには、その電子部品を供給するパーツカセットによる部品吸着位置への電子部品の供給位置を調整することにより、位置ずれを修正することができる。
【００１６】
また、上記目的を達成するための本発明の部品装着装置は、多数のパーツカセットを搭載した部品供給部をＹ方向に移動させると共にパーツカセット上の電子部品をＸ方向に移動させてパーツカセットの電子部品を部品吸着位置に供給し、前記部品吸着位置において前記電子部品を部品吸着ノズルにより吸着し、部品吸着ノズルにより前記電子部品を回路基板上に装着する部品装着装置において、部品吸着ノズルと吸着された電子部品との間の吸着位置ずれ量を計測する計測手段と、前記吸着位置ずれ量のデータを電子部品の種類毎に蓄積し、蓄積されたデータに基づいて、位置ずれが特定種類の電子部品に発生しているか否か、および位置ずれがすべての種類の電子部品に発生しているか否かを判断し、位置ずれが特定種類の電子部品に発生していると判断したときは、その特定種類の電子部品に対応するパーツカセットの部品供給位置をＸＹ方向に調整するための位置調整指令を出し、位置ずれがすべての種類の電子部品に発生していると判断したときは、前記部品供給部の配設位置をＸＹ方向に調整するための位置調整指令を出す処理ユニットと、処理ユニットからの位置調整指令に基づきパーツカセットまたは、部品供給部を移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、全ての電子部品の位置ずれが同一方向に生じているときは、部品吸着位置に対する部品供給部の位置が不適当であることがわかるので、求められた位置ずれ量に基づいて駆動手段により部品供給部を補正する方向に移動させる。また、特定の電子部品に位置ずれが生じているときは、その電子部品を供給するパーツカセットの部品吸着位置への供給位置が不適当であることがわかるので、位置ずれが生じている電子部品を供給するパーツカセットの供給位置を調整する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る部品装着装置の要部構成を示している。この部品装着装置は、複数の吸着ノズル（部品吸着ノズル）１１を周回軌道上に順次回転移動させる吸着ノズルユニット１と、多数のパーツカセット３を搭載した部品供給部２と、前記吸着ノズル１１による電子部品の吸着姿勢を認識するための姿勢認識カメラ４と、ローダ８から搬入された回路基板５を保持して電子部品の装着位置を吸着ノズル１１の直下に移動させるＸＹテーブル６とを備えて構成されている。
【００２０】
図２は上記構成を平面配置として模式的に示すもので、前記吸着ノズルユニット１は、そのヘッド１ａに取付けた１０本の吸着ノズル１１を一定の移動ステップで図示矢印方向に回転移動させるロータリー構造に構成されており、各移動位置を（１）〜（１０）で示している。また、前記部品供給部２は、複数のパーツカセット３を搭載し、これらを図示Ｙ軸方向に移動させ、電子回路基板( 回路基板) ５への装着順に装着する電子部品を収容したパーツカセット３を吸着ノズルユニット１の部品吸着位置Ａ（移動位置（５））の下方となる電子部品供給位置に移動させる。吸着ノズルユニット１は、部品吸着位置Ａにある吸着ノズル１１により電子部品供給位置に移動したパーツカセット３から電子部品を吸着する。
【００２１】
電子部品を吸着した吸着ノズル１１は回転移動により姿勢認識カメラ４上の姿勢認識位置Ｂ（移動位置（７））に移動し、吸着した電子部品の吸着姿勢が認識される。この姿勢認識カメラ４を用いた画像認識による姿勢認識データに基づいて吸着ノズル１１は姿勢補正位置Ｃ（移動位置（９））において、回動動作により回転方向の所定位置からのずれを補正する。
【００２２】
一方、回路基板５は、図１に示すように、ローダ８からＸＹテーブル６上に搬入され、ＸＹテーブル６のＸ−Ｙ方向への自在移動により電子部品の装着位置を吸着ノズルユニット１による部品装着位置Ｄ（移動位置（１０））の直下に移動させる。また、前記姿勢認識カメラ４により認識された吸着ノズル１１による電子部品の吸着姿勢のＸ−Ｙ方向の位置ずれは、ＸＹテーブル６のＸ−Ｙ方向移動の装着位置補正動作により補正される。従って、吸着ノズル１１による吸着姿勢にずれが生じている場合にも、吸着ノズル１１の回動機能により回転方向の位置ずれは補正され、ＸＹテーブル６の移動によりＸ−Ｙ方向の位置ずれは補正されるので、部品装着位置Ｄに移動した吸着ノズル１１はその下降により回路基板５の所定の装着位置に正確に電子部品が装着される。この動作が繰り返されることにより回路基板５に電子部品が装着されるので、この部品装着が完了した回路基板５はアンローダ９から装置外に搬出される。
【００２３】
上記のように吸着ノズル１１による電子部品の吸着姿勢が位置ずれを生じている場合にも位置補正動作により装着位置に正確に装着できるが、先に図６に示したように、実装密度の高い回路基板５においては、吸着ノズル１１による電子部品の吸着が中心位置からずれた状態にあると、先に装着されている電子部品に吸着ノズル１１が干渉する恐れがある。また、吸着ミス等により回路基板５への装着ができなかった電子部品については、他の電子部品装着が終了した後に装置のリカバリー動作により未装着の電子部品の装着が実行されるが、このときには先に装着された電子部品の間や背の高い電子部品に隣り合って装着する場合があり、吸着ノズル１１の所定位置に電子部品が吸着されていることが必要となる。更に、吸着ノズル１１の所定位置に電子部品が吸着されていると、吸着位置の位置ずれを補正するためのＸＹテーブル６の移動量も少なくなり、生産効率を向上させることができる。
【００２４】
そこで、本構成における部品装着装置では、吸着ノズル１１の電子部品吸着位置を調整するための手段が設けられる。吸着ノズル１１により電子部品を吸着したときの所定位置からの位置ずれ量は、吸着姿勢認識位置Ｂの下方に配置された姿勢認識カメラ４を用いた画像認識により得られるので、このデータは位置ずれ量検出部（位置ずれデータ処理手段）７に入力される。この位置ずれ量検出部７は、図３に示すように、吸着ノズル１１の中心と電子部品１２の中心との間のＸ軸方向及びＹ軸方向について、Ｘ軸方向の位置ずれ量ｘ、Ｙ軸方向の位置ずれ量ｙを各電子部品の種類毎に、そのデータを蓄積する。電子部品は種類別に各パーツカセット３に収容されているので、電子部品の種類別に位置ずれ量のデータを蓄積することにより、パーツカセット３毎の部品吸着位置Ａへの電子部品供給位置に対する位置ずれを検出することができる。なお、電子部品１２の回転方向のずれ量を、前記位置ずれ量Ｘ、Ｙに加えて、検出し、そのデータを蓄積すると好適である。
【００２５】
吸着ノズル１１による電子部品吸着の所定位置からの位置ずれは、吸着時にずれを生じてしまう場合もあるが、これは単発的に発生する。一方、部品吸着位置Ａにおける吸着ノズル１１とパーツカセット３との位置が一致していない場合に、吸着位置の位置ずれを生じさせる要因となる。そこで、位置ずれ量のデータを電子部品の種類別に蓄積すると、位置ずれが特定の電子部品に発生しているか、電子部品全てに発生しているかのデータを得ることができる。
【００２６】
特定の電子部品にのみ位置ずれが生じている場合には、その電子部品を供給するパーツカセット３の電子部品供給位置が不適当であると判断できるので、該当するパーツカセット３の部品供給位置Ａに正確に電子部品が供給されるように調整する。また、電子部品全体に位置ずれが生じている場合には、部品供給部２の配設位置もしくは部品供給部２上のパーツカセット３全体の搭載位置にずれが生じていると判断できるので、部品供給部２の配設位置またはパーツカセット３全体の搭載位置を調整する。
【００２７】
この調整は、位置ずれ量検出部７において位置ずれ量が許容量を越えていることが検出されたとき、手動により調整作業を行うこともできるが、図２に示すように部品供給部２に駆動機構１０を設けて、位置ずれ量検出部７から出力される位置ずれを補正する方向の駆動信号により部品供給部２をＸ−Ｙ方向に微細移動させるように構成することができる。また、パーツカセット３の搭載位置を移動させるように構成しても同様の効果が得られる。
【００２８】
また、各パーツカセット３にＸ軸方向への微小移動機構を設けると共に、部品供給部２による各パーツカセット３の部品供給位置Ａへの移動（Ｙ軸方向移動）を前記位置ずれ量に基づいて調整できるようにすることにより、特定の電子部品の位置ずれに対応することもできる。
【００２９】
上記構成の部品装着装置は、前記位置ずれ量が所定値より大きいとき、前記吸着された部品のパーツカセット３が異常であることを報知し、かつその部品の装着動作を停止することができるように構成されている。その動作を説明すると次のとおりである。
【００３０】
すなわち、部品吸着位置Ａにおいて、パーツカセット３の部品を吸着ノズル１１が吸着し、吸着ノズルユニット１のヘッド１ａの回転とともに次のポジションである姿勢認識位置Ｂへ送る。吸着した部品の電極や部品形状を認識する姿勢認識位置Ｂにおいては、吸着ノズルの中心位置と部品の中心位置のずれ量を計測し、そのデータを位置ずれ量検出部（データ計測・処理ユニット）７に取り込む。
【００３１】
位置ずれ量検出部７は、例えば、図６に示したように、この吸着位置ずれ量ｐが部品１２の外形端部と吸着ノズル１１の外形端部との差ｑが部品隣接距離ｒ以上の場合（ｑ≧ｒ）、先に装着された部品１２ａと吸着ノズル１１との間で干渉が起こるので、それを防ぐために、現在吸着している部品１２を装着しないように装置を停止させるか、あるいは、停止させると共に警告を発する。また、これと同時に、現在吸着している部品１２のパーツカセット３に対して、パーツカセット３の異常警告を発するようにする。
【００３２】
図２に示す警告表示装置２１は、吸着位置ずれ量が先に装着された部品１２ａと吸着ノズル１１との間で干渉が起こる値以上の場合に、位置ずれ量検出部（データ計測・処理ユニット）７からの情報を受け、警告表示部を点灯又は点滅させると共に、吸着ノズル１１に吸着されている部品１２を供給したパーツカセット３を特定する情報（例えばカセットナンバー）を表示しうるように構成されている。前記警告は音響によって行うこともできる。又異常なパーツカセット３を特定して表示する方法としては、各パーツカセット３に対応して設けた警告ランプの内の該当するものを点灯させるようにしてもよい。
【００３３】
図７は、位置ずれ量検出部（データ計測・処理ユニット）７により検出した吸着位置ずれ量と、予め記憶されている各電子部品の形状、高さ情報とに基づいて、部品装着時に部品装着を行うか、これを停止するかを判断する装置制御部（図示省略）の制御フローを示している。
【００３４】
まずステップＳ１において、これから装着する部品１２の高さｈが先に装着した隣接する部品１２ａの高さＨより大であるか否かを判断する（図６参照）。ｈ＞Ｈであれば吸着ノズル１１と部品１２ａとの干渉のおそれがないので、ステップＳ４に進み部品装着を行う。ｈ≦Ｈであれば、ステップＳ２に進み、ここでこれから装着する部品１２の外形端部と吸着ノズル１１との外形端部との差ｑが部品隣接距離ｒより小さいか否かを判断する。ｑ＜ｒであれば吸着ノズル１１と部品１２ａとの干渉のおそれがないので、ステップＳ４に進み部品装着を行う。ｑ≧ｒであれば、ｑ≧ｒかつｈ≦Ｈとなり、部品装着を行えば吸着ノズル１１と部品１２ａとが干渉するので、ステップＳ３に進み、ここで部品装着を停止し、警告を発するように指令する。
【００３５】
上記実施の形態では、装置が稼働中の場合について説明したが、製造開始前の準備段階において、部品供給部にセットされたすべてのパーツカセットから吸着ノズルによりそれぞれ部品を吸着し、吸着ノズルの中心位置と吸着された部品の中心位置を計測するようにすれば、各吸着ノズルやパーツカセットで異常のものを事前に検出することができ、部品装着回路基板の不良発生を防止することができる。
【００３６】
上記実施形態はロータリー構造の吸着ノズルユニットを備えた部品装着装置に係るものであるが、本発明はこのタイプのものに限らず、例えば吸着ノズルがＸ、Ｙ方向に移動するタイプのものにも適用できる。又上記実施形態のパーツカセットはテーピング電子部品集合体を備えたものであるが、これに限定されず、例えばストッカータイプのものであってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吸着ノズルの所定位置に部品が常に吸着されるようにしているので、実装密度の高い回路基板やリカバリー動作において部品を装着するときにも、先に装着されている部品と吸着ノズルとが干渉することがなく、不良発生の少ない部品装着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る部品装着装置の要部構成を示す斜視図。
【図２】その要部構成の平面配置関係を示す模式図。
【図３】吸着ノズルによる部品吸着の位置ずれ状態を示す模式図。
【図４】従来構成に係る部品装着装置の要部構成を示す模式図。
【図５】回路基板の装着位置への部品装着の状態を示す説明図。
【図６】実装密度が高い回路基板における部品装着の状態を示す説明図。
【図７】本発明の実施形態に係る制御例を示すフロー図。
【符号の説明】
１  吸着ノズルユニット
２  部品供給部
３  パーツカセット
４  姿勢認識カメラ
５  回路基板
７  位置ずれ量検出部（データ計測・処理ユニット）
１０  駆動機構（電子部品供給位置補正手段）
１１  吸着ノズル
１２  部品
２１  警告表示装置
【図１】
0003727473.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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