(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着ノズルを部品供給位置の部品に接触させて吸着し、その部品が収容されていた部品供給部の部品収容箇所から部品を抜き出す方向に吸着ノズルを移動させ、部品を供給する部品供給方法であって、部品収容箇所から部品を抜き出す方向に吸着ノズルを移動させる動作に同期させて、部品収容箇所から部品を抜き出させる方向に部品供給部側を移動させる部品供給方法。
【請求項２】
部品供給部の部品収容箇所は上方が開口する凹部により形成され、この凹部より部品を抜き出す上方向への吸着ノズルの移動動作に同期させて、部品収容箇所から部品を抜き出させる下方向に部品供給部側を移動させる請求項１記載の部品供給方法。
【請求項３】
複数の部品を並列姿勢で搭載し、供給すべき部品が部品供給位置に位置するように並列方向に沿って移動自在の部品供給部と、部品供給部の部品を部品供給位置で吸着ノズルにて吸着して所定箇所に向かって搬送する可動ヘッドとを備え、吸着ノズルは、部品供給位置の部品に接近および接触させて吸着するとともにその部品が収容されていた部品供給部の部品収容箇所から部品を抜き出す方向に移動自在である部品実装装置であって、部品収容箇所から部品を抜き出す方向に吸着ノズルを移動させる動作に同期させて、部品収容箇所から部品を抜き出させる方向に部品供給部側を移動させる同期駆動手段を設けた部品実装装置。
【請求項４】
同期駆動手段は、吸着ノズルにより所定の部品供給位置の部品を吸着して部品収容箇所より部品を抜き出す動作に同期させるように部品供給部の駆動タイミングを算出する駆動制御タイミング算出手段と、部品収容箇所から部品を抜き出させる方向に部品供給部を移動させる駆動手段と、駆動制御タイミング算出手段により算出されたタイミングで部品供給部を部品収容箇所から部品を抜き出させる方向に移動させるように駆動手段を制御する駆動制御手段とを備えた請求項３記載の部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は部品を部品供給部において吸着ノズルで吸着して回路基板に実装する場合などに利用できる部品供給方法および部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、部品実装装置は、図８に示すように、複数の部品供給ユニット１を横方向に並列させた状態で搭載して、部品供給ユニット１をａ方向（並列方向）に移動自在の部品供給部２と、昇降自在でかつｂ方向ないしｃ方向に回転自在とされ、所定の部品供給位置３に位置決めされた部品供給ユニット１の部品を吸着する複数の吸着ノズル４と、これらの吸着ノズル４を所定角度毎に有し、ｄ方向に回転自在の可動ヘッド５と、吸着ノズル４で吸着された部品の姿勢を認識する認識ステーション６と、部品の吸着位置や姿勢の補正を行う補正ステーション７と、回路基板８をｅ方向およびｆ方向に移動させて回路基板８の実装箇所を部品実装位置９に位置決めする位置決め部１０とを備えている。
【０００３】
そして、実装すべき部品を収容した部品供給ユニット１が部品供給位置３となるように部品供給部２を移動させて位置決めし、可動ヘッド５の回転動作により移動されてきた吸着ノズル４を下降させることで部品供給位置３の部品を吸着し、可動ヘッド５の回転動作により部品実装位置９に向かって搬送するとともに、その途中で認識ステーション６で部品の位置や姿勢を認識し、認識した部品の吸着位置や姿勢の補正を補正ステーション７で行い、位置決め部１０にて部品実装位置９に位置決めされた回路基板８上に部品を実装するように構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、部品供給位置３で現在吸着されている部品と部品供給位置３へ次に供給すべき部品との種類が異なる場合には、可動ヘッド５の回転動作により次の吸着ノズル４を部品供給位置３まで移動させて次の吸着動作を行う前に、次に供給すべき部品に対応する部品供給ユニット１が部品供給位置３となるように部品供給部２を移動させて位置決めしなければならない。
【０００５】
このときの、部品供給部２による部品供給ユニット１の移動開始タイミングは図９の（ａ）〜（ｃ）に示すようなタイミングとされている。つまり、部品Ａは上方が開口された部品供給ユニット１の凹部１ａに収容されており、図９の（ａ）に示すように、可動ヘッド５の回転動作により移動されてきた吸着ノズル４が下降されて、図９の（ｂ）に示すように、部品供給ユニット１に収容されている部品Ａを吸着し、図９の（ｃ）に示すように、吸着ノズル４を上昇させて部品Ａを部品供給ユニット１から取り出す。この後、部品供給位置３で現在吸着されている部品Ａと部品供給位置３へ次に供給すべき部品Ａとの種類が異なる場合には、対応する部品の部品供給ユニット１が部品供給位置３に位置するように、部品供給部２による部品供給ユニット１の移動動作が行われる。
【０００６】
この場合に、部品供給部２の移動動作は、部品Ａが部品供給ユニット１の凹部１ａから完全に抜き取られてから開始しなければならない。仮に、図１０の（ｃ）に示すように、部品Ａが部品供給ユニット１の凹部１ａから完全には抜き取られていない状態で部品供給部２の移動動作を開始すると、吸着ノズル４により吸着した部品Ａが部品供給ユニット１の凹部１ａの壁面に当接してしまい、部品Ａの吸着に失敗してしまう（図１０の（ｄ）参照）。したがって、部品供給部２の移動動作の開始タイミングは、吸着ノズル４により部品Ａが部品供給ユニット１の凹部１ａから完全に抜き取られた以降に行われる。
【０００７】
ここで、部品供給部２の移動するときの最高速度や加速度は、部品供給部２の振動、騒音、部品へのダメージなどを考慮すると一定の速度や加速度以上に上げることはできなかった。
【０００８】
また、可動ヘッド５の回転最高速度は、吸着する部品の種類（形状、質量）により一意に決まり、例えば質量の大きい部品であるほど可動ヘッド５の回転最高速度は低めに設定される。部品供給位置３で現在吸着されている部品と部品供給位置３へ次に供給すべき部品との種類が異なって部品供給部２による部品供給ユニット１の移動動作が必要である場合には、図１１に示すように、吸着すべき部品の部品供給ユニット１を部品供給位置３に位置決めされるように、部品供給部２は時間ｔ11に移動動作を開始し、時間ｔ14に移動動作を完了し、この後、吸着ノズル４による吸着動作が可動ヘッド５の回転に同期させて部品供給部２が移動されながら行われる（なお、図１１において吸着時の部品供給部２の移動動作については省いて図示している。）。回転最高速度で回転している可動ヘッド５の吸着ノズル４が吸着動作を実行するまでに部品供給部２の移動動作が完了しない場合には、可動ヘッド５は、図１１に示すように、可動ヘッド５の吸着ノズル４にて部品Ａを支障なく吸着できる回転速度となるように、その回転速度を可動ヘッド５の回転最高速度から一旦下げて調整する。
【０００９】
この可動ヘッド５の回転速度は、部品供給ユニット１を切り換えるための部品供給部２の移動動作を行う場合、回転最高速度より時間ｔ12に減速が開始され、時間ｔ13に回転速度が加速されるように設定されている。ここで、時間ｔ12は可動ヘッド５の角度に基づいたタイミングで設定され、また、時間ｔ13は部品供給部２の移動完了時の時間ｔ14より所定時間前に設定される。
【００１０】
したがって、可動ヘッド５の回転速度が比較的長い時間で回転最高速より減速されていたため、部品実装装置の生産性は可動ヘッド５の回転速度が回転最高速度で生産するときよりも低下する。
【００１１】
本発明は上記従来の問題を解決するもので、可動ヘッドの回転速度の低下を最小限に抑えることにより生産性を向上させることができる部品供給方法および部品実装装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記従来の問題を解決するために本発明は、吸着ノズルを部品供給位置の部品に接触させて吸着し、その部品が収容されていた部品供給部の部品収容箇所から部品を抜き出す方向に吸着ノズルを移動させ、部品を供給する部品供給方法であって、部品収容箇所から部品を抜き出す方向に吸着ノズルを移動させる動作に同期させて、部品収容箇所から部品を抜き出させる方向に部品供給部側を移動させるものであり、可動ヘッドの回転速度の低下を最小限に抑えることにより生産性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明は、複数の部品を並列姿勢で搭載し、供給すべき部品が部品供給位置に位置するように並列方向に沿って移動自在の部品供給部と、部品供給部の部品を部品供給位置で吸着ノズルにて吸着して所定箇所に向かって搬送する可動ヘッドとを備え、吸着ノズルは、部品供給位置の部品に接近および接触させて吸着するとともにその部品が収容されていた部品供給部の部品収容箇所から部品を抜き出す方向に移動自在である部品実装装置であって、部品収容箇所から部品を抜き出す方向に吸着ノズルを移動させる動作に同期させて、部品収容箇所から部品を抜き出させる方向に部品供給部側を移動させる同期駆動手段を設けたものであり、可動ヘッドの回転速度の低下を最小限に抑えることにより生産性を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、吸着ノズルを部品供給位置の部品に接触させて吸着し、その部品が収容されていた部品供給部の部品収容箇所から部品を抜き出す方向に吸着ノズルを移動させ、部品を供給する部品供給方法であって、部品収容箇所から部品を抜き出す方向に吸着ノズルを移動させる動作に同期させて、部品収容箇所から部品を抜き出させる方向に部品供給部側を移動させるものであり、これによれば、吸着ノズルによる部品の抜き出し動作と同時に、部品収容箇所から部品を抜き出させる方向に部品供給部側を移動させる動作を行うため、部品収容箇所から部品を抜き出す動作を行う時間を短縮することができて、部品供給部の移動動作を早めに行うことができる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、部品供給部の部品収容箇所は上方が開口する凹部により形成され、この凹部より部品を抜き出す上方向への吸着ノズルの移動動作に同期させて、部品収容箇所から部品を抜き出させる下方向に部品供給部側を移動させるものである。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の発明は、複数の部品を並列姿勢で搭載し、供給すべき部品が部品供給位置に位置するように並列方向に沿って移動自在の部品供給部と、部品供給部の部品を部品供給位置で吸着ノズルにて吸着して所定箇所に向かって搬送する可動ヘッドとを備え、吸着ノズルは、部品供給位置の部品に接近および接触させて吸着するとともにその部品が収容されていた部品供給部の部品収容箇所から部品を抜き出す方向に移動自在である部品実装装置であって、部品収容箇所から部品を抜き出す方向に吸着ノズルを移動させる動作に同期させて、部品収容箇所から部品を抜き出させる方向に部品供給部側を移動させる同期駆動手段を設けたものであり、これによれば、吸着ノズルによる部品の抜き出し動作と同時に部品収容箇所から部品を抜き出させる方向に部品供給部側を移動させる動作を行うことができるため、部品収容箇所から部品を抜き出す動作を行う時間を短縮することができて、部品供給部の移動動作を早めに行うことができる。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の発明は、同期駆動手段は、吸着ノズルにより所定の部品供給位置の部品を吸着して部品収容箇所より部品を抜き出す動作に同期させるように部品供給部の駆動タイミングを算出する駆動制御タイミング算出手段と、部品収容箇所から部品を抜き出させる方向に部品供給部を移動させる駆動手段と、駆動制御タイミング算出手段により算出されたタイミングで部品供給部を部品収容箇所から部品を抜き出させる方向に移動させるように駆動手段を制御する駆動制御手段とを備えたものである。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図７を用いて説明する。なお、従来のものと同機能のものには同符号を付してその説明は省略する。
【００１９】
図１の（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ本発明の部品供給方法の吸着手順を示す図、図２は本発明の部品供給方法を行う部品実装装置を示すブロック図である。図２および図１に示すように、部品供給部２の制御部１１は、吸着ノズル４により所定の部品供給位置３の部品Ａを吸着して部品供給ユニット１の凹部１ａより部品Ａを抜き出す動作に同期させるように部品供給部２の駆動タイミングを算出する駆動制御タイミング算出手段１２と、この駆動制御タイミング算出手段１２により算出されたタイミングで部品供給部２を部品供給ユニット１の凹部１ａから部品を抜き出させる方向に移動させるように後述する駆動手段２０を制御する駆動制御手段１３とから構成されている。
【００２０】
部品実装装置の制御は、図４に示すように可動ヘッド５を各ステーションに循環的に移動させ、可動ヘッド５の軸の回転角度よりサイクルタイマ装置（特開昭６１−１２０２０４号公報と同様のもの）１４が出力するタイミング信号に基づいて行われている。したがって、サイクルタイマ装置１４からのタイミング信号に基づいて可動ヘッド５の吸着ノズル４が部品供給位置３の部品Ａを吸着する動作の開始および完了が行われる。そして、部品供給部２の移動可能信号を駆動制御タイミング算出手段１２に通知し、その信号を受信した駆動制御タイミング算出手段１２が可動ヘッド５の吸着ノズル４が部品供給部２の部品Ａを部品供給位置３で吸着する動作の開始タイミング、および完了タイミング、さらに、部品供給部２の移動可能信号に同期したタイミングを算出する。また、駆動制御タイミング算出手段１２が算出したタイミング信号に基づき、部品供給部２の上昇、下降移動を制御する駆動制御手段１３により駆動制御が行われて、図４の（ａ），（ｂ）に示す部品供給部２の上昇、下降、移動を行う駆動手段２０によって部品供給部２が上昇、下降、移動する。
【００２１】
ここで、図４の（ａ），（ｂ）により部品供給部２の駆動機構について説明する。部品供給部２の枠部をなす部品供給部プレート２１がリニアガイド２２を介して部品実装装置本体２３に対して横方向にスライド自在に支持されており、部品供給部プレート２１の下部に固定されたカップリング２４が、図示しない部品供給部移動用ＡＣモータにより回転される横ボールねじ２５に螺合されている。そして、横ボールねじ２５を回転させることにより部品供給部２が部品供給ユニット１の並列方向であるａ方向に移動されるようになっている。また、部品供給部プレート２１には上下に延びるリニアガイド２６を介してユニット支持プレート２７が昇降自在にガイドされており、部品供給部プレート２１の両端部には、それぞれ縦ボールねじ２９に螺合されたカップリング２８が取り付けられている。一方の縦ボールねじ２９はＡＣモータ３０の駆動軸に連結されているとともに、他方の縦ボールねじ２９はタイミングベルト３１を介してＡＣモータ３０の駆動力が伝達されるようになっている。したがって、これらのＡＣモータ３０，タイミングベルト３１，縦ボールねじ２９などにより部品供給部２の上昇、下降、移動を行う駆動手段２０が構成され、ＡＣモータ３０を駆動させることにより、両方の縦ボールねじ２９が連動して回転されて、部品供給部プレート２１に設けられた部品供給ユニット１が昇降する。
【００２２】
この部品実装装置における部品供給部２による部品供給ユニット１の移動タイミングは図１の（ａ）〜（ｈ）に示すようなタイミングとされている。
図１の（ａ），（ｂ）に示すように、まず、可動ヘッド５の回転動作により移動さた吸着ノズル４を下降させて、部品供給ユニット１の凹部１ａに収容されている部品Ａを吸着し、図１の（ｃ）〜（ｆ）に示すように、吸着ノズル４を上昇させて部品Ａを部品供給ユニット１から抜き出す。この際、図１の（ｃ），（ｄ）に示すように、吸着ノズル４の上昇動作に同期させながら部品供給ユニット１を下方に移動させて、従来のように吸着ノズル４の上昇動作だけを行っていた場合よりも、部品Ａの部品供給ユニット１の凹部１ａからの抜き出し動作を迅速に行えるようにする。そして、部品供給位置３で現在吸着されている部品Ａと部品供給位置３へ次に供給すべき部品Ａとの種類が異なって部品供給位置３の部品供給ユニット１を代える必要がある場合には、図１の（ｄ），（ｅ）に示すように、部品Ａが凹部１ａから抜き出された時点から、対応する部品Ａの部品供給ユニット１が部品供給位置３に位置するように、部品供給部２による部品供給ユニット１の移動動作を行う。したがって、部品供給部２を移動させる移動開始タイミングを従来よりも早めることができながら、部品Ａは部品供給ユニット１の凹部１ａからすでに抜き出されているため、吸着ノズル４による吸着動作に支障を生じることはない。
【００２３】
この後、図１の（ｆ）〜（ｈ）に示すように、次に実装すべき部品Ａが収容されている部品供給ユニット１が部品供給位置３に移動されてくるとともに、次の吸着ノズル４が部品供給位置３に移動され、これにより、次の部品Ａの吸着動作が行われる。
【００２４】
ここで、可動ヘッド５の回転により移動されてきた吸着ノズル４が部品Ａを吸着完了するタイミングと、可動ヘッド５の回転により移動してきた吸着ノズル４が部品Ａを部品供給ユニット１から完全に抜き取るタイミングは、図５に示すようなものとされている。すなわち、サイクルタイマ装置１４（１サイクル３６０度）の角度がＳＴ度に達したときに、図１の（ａ），（ｂ）に示すように、駆動手段２０により部品供給ユニット１を下降させ、サイクルタイマ装置１４の角度がＥＤ度に達したときに、図１の（ｃ）に示すように、部品供給ユニット１を上昇させる。そして、サイクルタイマ装置１４の角度がＳＴ１度に達したときに、図１の（ｄ）に示すように部品供給ユニット１の移動を開始させる。なお、そのときの部品供給部２の制御部１１の制御動作を図６のフローチャートに示す。
【００２５】
このようにすることにより、図７に示すように、部品供給部２の移動開始の時間ｔ21および位置決め完了時間ｔ24を従来の方法に比べて早めることができるため、部品供給部２の移動完了時間ｔ24より所定時間前に設定される可動ヘッド５の回転速度を加速する時間ｔ23を従来の方法に比べて早めることができ、この結果、可動ヘッド５の回転速度の回転最高速より減速される時間を短縮することができるので、生産性が向上する。
【００２６】
なお、本発明を部品実装装置以外のものにも適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、部品収容箇所から部品を抜き出す方向に吸着ノズルを移動させる動作に同期させて、部品収容箇所から部品を抜き出させる方向に部品供給部側を移動させることにより、吸着ノズルにより吸着された部品が部品供給部の部品収容箇所から抜けだすために要する時間を短縮させることができて、部品供給部の移動開始タイミングを早め、かつ、部品位置決め完了時間を早めることができ、ひいては部品供給部から吸着ノズルの部品を供給する時間を短縮することができて、吸着した部品を回路基板に実装するなどの供給作業の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ本発明の実施の形態にかかる部品供給方法における吸着ノズルにより部品を吸着する動作を示す図
【図２】本発明の実施の形態にかかる部品実装装置の部品供給装置を概略的に示すブロック図
【図３】同部品実装装置の要部を示す斜視図
【図４】（ａ），（ｂ）は同部品実装装置の部品供給部を示す正面図および側面図
【図５】同部品実装装置の部品供給部を制御するときの制御タイミングチャート
【図６】同部品実装装置の駆動制御処理を示すフローチャート
【図７】同部品供給方法による部品供給部と可動ヘッドの動作関係を示す図
【図８】部品実装装置の概略平面図
【図９】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来の部品供給方法の手順を示す図
【図１０】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ従来の部品供給方法の手順を示す図
【図１１】従来の部品供給方法による部品供給部と可動ヘッドの動作関係を示す図
【符号の説明】
１            部品供給ユニット
１ａ          凹部（部品収容箇所）
２            部品供給部
３            部品供給位置
４            吸着ノズル
５            可動ヘッド
１１          制御部
１２          駆動制御タイミング算出手段
１３          駆動制御手段
２０          駆動手段
Ａ            部品
【図１】
0003638373.tif 000002
【図２】
0003638373.tif 000003
【図３】
0003638373.tif 000004
【図４】
0003638373.tif 000005
【図５】
0003638373.tif 000006
【図６】
0003638373.tif 000007
【図７】
0003638373.tif 000008
【図８】
0003638373.tif 000009
【図９】
0003638373.tif 000010
【図１０】
0003638373.tif 000011
【図１１】
0003638373.tif 000012