(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部から部品吸着位置で可動ヘッドに取付けられた複数の吸着ノズルにて順次部品を吸着し、可動ヘッドの動作によって吸着した部品を搬送し、部品実装位置で吸着ノズルに吸着した部品を基板上の所定位置に実装する部品実装装置において、任意の吸着ノズルが部品供給位置で部品を吸着した後に部品吸着位置で部品を吸着することなく通過させる後続の吸着ノズル数を、部品供給部の移動時間を確保するために部品を吸着することなく通過させる吸着ノズル数と、実装した部品実装位置から次に実装する部品実装位置まで基板を移動させる時間を確保するために部品を実装することなく通過させる吸着ノズル数とを算出し、それぞれ算出した吸着ノズル数を比較し、大きい吸着ノズル数を選択して決定する非吸着ノズル数算出手段と、この非吸着ノズル数算出手段にて算出された非吸着ノズル数をもとに可動ヘッドを制御する可動ヘッド制御手段とを備えたことを特徴とする部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を部品供給部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実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子部品実装装置は、図８に示すように、複数の部品供給ユニット２を搭載された部品供給部１を移動させ、実装すべき電子部品を収容した部品供給ユニット２を部品吸着位置５に位置決めし、回転可能な可動ヘッド４の外周部に等間隔置きに取付けられてその回転によって移動する吸着ノズル３にて、部品吸着位置５で部品供給ユニット２に収容されている電子部品を吸着し、可動ヘッド４を回転させて部品実装位置８に向かって移動させるとともに、その途中で認識ステーション６で部品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、部品実装位置８で基板位置決め部１０にて位置決めされた回路基板９上に実装するように構成されている。
【０００３】
ところで、図９（ａ）に示すように、基板位置決め部１０にて位置決めされた回路基板９上の位置ＸＹ１に可動ヘッド４の回転によって移動してきた吸着ノズル３（Ｎｏ．１）に吸着されている電子部品を実装した後、回路基板９上の位置ＸＹ２に吸着ノズル３（Ｎｏ．２）に吸着されている電子部品を実装する場合、可動ヘッド４の回転により吸着ノズル３（Ｎｏ．２）を部品実装位置８に移動させる動作に同期させて回路基板９上の位置ＸＹ２を部品実装位置８に位置決めする。
【０００４】
その際、回路基板９上の位置ＸＹ１が部品実装位置８に位置決めされた状態から位置ＸＹ２を部品実装位置８に位置決めするために移動するときの回路基板９の移動速度と加速度は、回路基板９上に既に実装されている電子部品が位置ずれを起こさないように実装済みの電子部品の大きさ、高さなどに応じて決められている。一方、可動ヘッド４の回転速度と加速度は、吸着ノズル３に吸着されている電子部品が吸着されている位置から位置ずれを起こさないために、電子部品の大きさ、重量に応じて決められている。
【０００５】
図９（ｂ）において、吸着ノズル３が吸着している電子部品に応じて可動ヘッド４は任意の回転速度ＶＨで回転し、回路基板９上の位置ＸＹ１からＸＹ２に移動する速度と加速度も回路基板９上に実装されている電子部品に応じて任意の移動速度ＶＸ、加速度ＶＡに決まるとき、吸着ノズル３（Ｎｏ．２）がステーション７から部品実装位置８に移動する間に回路基板９が移動できる距離は、ＶＨとＶＸとＶＡの関係よりＬと決まる。
【０００６】
ここで回路基板９上のＸＹ１からＸＹ２への移動距離をＬ１として、Ｌ１＞Ｌの場合には、可動ヘッド４を減速し、回路基板９上のＸＹ２が部品実装位置８に位置決めされた直後に吸着ノズル３（Ｎｏ．２）が部品実装位置８に位置するようにする必要がある。
【０００７】
次に、吸着ノズル３（Ｎｏ．３）に吸着されている電子部品を回路基板９上の位置ＸＹ３に実装するときに、各吸着ノズル３に吸着している電子部品からは可動ヘッド４をＶＨの回転速度で回転させることができ、回路基板９の移動速度と加速度も前回と同じＶＸ、ＶＡの場合、かつ回路基板９上のＸＹ２からＸＹ３への移動距離がＬ２で、Ｌ２＜Ｌの場合、生産性を向上するために前回減速した可動ヘッドの回転速度をＶＨまで再び加速することになる。
【０００８】
このように、電子部品実装の生産性を向上するためには、可動ヘッド４の回転速度を回路基板９の移動速度と加速度と移動距離に応じて減速、加速を繰り返す必要があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように可動ヘッド４の回転速度の減速、加速を繰り返す動作が連続する場合、可動ヘッド４の回転を制御する制御モータに及ぼす負荷が増大する。特に、近年は電子部品の実装の生産性向上を図るために、可動ヘッド４の回転速度が高速化されているため、可動ヘッド４を減速、加速するための加速度が従来より大きくなり、制御モータに及ぼす負荷が従来よりもさらに増大する。そのため、回転速度を上げかつ減速、加速の負荷に耐えられるパワー容量を持った制御モータを搭載する必要があるが、制御モータのパワー容量を大きくするには、制御モータのコスト、サイズ、消費エネルギーが増大するという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、生産性を上げるために可動ヘッドの回転速度を上げる一方で可動ヘッドの減速・加速を極力減少させて制御モータのコスト、消費エネルギーを低減できる部品実装装置及びその可動ヘッド制御方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品実装装置は、部品供給部から部品吸着位置で可動ヘッドに取付けられた複数の吸着ノズルにて順次部品を吸着し、可動ヘッドの動作によって吸着した部品を搬送し、部品実装位置で吸着ノズルに吸着した部品を基板上の所定位置に実装する部品実装装置において、任意の吸着ノズルが部品供給位置で部品を吸着した後に部品吸着位置で部品を吸着することなく通過させる後続の吸着ノズル数を、部品供給部の移動時間を確保するために部品を吸着することなく通過させる吸着ノズル数と、実装した部品実装位置から次に実装する部品実装位置まで基板を移動させる時間を確保するために部品を実装することなく通過させる吸着ノズル数とを算出し、それぞれ算出した吸着ノズル数を比較し、大きい吸着ノズル数を選択して決定する非吸着ノズル数算出手段と、この非吸着ノズル数算出手段にて算出された非吸着ノズル数をもとに可動ヘッドを制御する可動ヘッド制御手段とを備えたものであり、所要数の吸着ノズルを非吸着ノズルとして部品吸着位置及び部品実装位置を通過させるようにすることにより、可動ヘッドの回転速度を減速させることなく、次の部品を吸着するための部品供給部の移動時間を確保し、また次の部品を実装するための回路基板の移動時間を確保することができ、可動ヘッドの加速、減速動作による消費エネルギーを減少させ、かつ高速で部品を吸着して実装することにより生産性を向上することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の電子部品実装装置について、図１〜図７を参照して説明する。なお、電子部品実装装置の全体構成は、図８を参照して説明した従来例と同じであり、同一構成要素については同一参照符号を付して説明を省略する。
【００１６】
図１において、１１は可動ヘッド４の制御部であり、吸着動作をさせることなく部品吸着位置５を通過させる吸着ノズル３の数を算出する非吸着ノズル数算出手段１２と、この非吸着ノズル数算出手段１２にて算出された非吸着ノズル数をもとに可動ヘッド４を制御する可動ヘッド制御手段１３にて構成されている。１４は可動ヘッド４を回転制御する制御モータである。
【００１７】
次に、非吸着ノズル数算出手段１２における第１の非吸着ノズル数算出処理の工程（非吸着ノズル数算出処理工程１）について、図２を参照して説明する。
【００１８】
図２において、まずＮ番目に回路基板９上に実装する電子部品を搭載した部品供給部１上の部品供給ユニット２の位置Ｚｎと、Ｎ＋１番目に回路基板９上に実装する電子部品を搭載した部品供給部１上の部品供給ユニット２の位置Ｚｎ＋１より、部品供給部１がＺｎからＺｎ＋１へ移動する時間ｔｚ１を算出する。次に、可動ヘッド４の吸着ノズル３が部品吸着位置５の１つ前のステーションから部品吸着位置５ヘ移動する時間ｔ１を算出する。次に、ｔ１、ｔｚ１より非吸着ノズル数Ｍ１を次式で算出する。
【００１９】
Ｍ１＝ｔｚ１／ｔ１  （小数点以下を切捨て）        （１）
この非吸着ノズル数算出処理工程１による可動ヘッド４の制御動作を図３を参照して説明すると、図３（ａ）に示すように、Ｎ番目に回路基板９上に実装する電子部品を搭載した部品供給ユニット２（▲１▼）から吸着ノズル３（Ｎｏ．１）が部品を吸着した後、図３（ｂ）に示すように、非吸着ノズル数算出手段１２で算出された吸着ノズル数、本例ではＭ１＝１とし、吸着ノズル３（Ｎｏ．２）を吸着動作させることなく部品吸着位置５を通過させ、その後、図３（ｃ）に示すように、吸着ノズル３（Ｎｏ．３）がＮ＋１番目に回路基板９上に実装する電子部品を搭載した部品供給ユニット２（▲３▼）から電子部品を吸着する。
【００２０】
次に、非吸着ノズル数算出手段１２における第２の非吸着ノズル数算出処理の工程（非吸着ノズル数算出処理工程２）について、図４を参照して説明する。
【００２１】
図４において、まずＮ番目に回路基板９上に実装する電子部品の回路基板上の位置ＸＹｎと、Ｎ＋１番目に回路基板９上に実装する電子部品の回路基板上の位置ＸＹｎ＋１より、回路基板９がＸＹｎからＸＹｎ＋１へ移動する時間ｔｘｙ１を算出する。次に、可動ヘッド４の吸着ノズル３が部品実装位置８の１つ前のステーションから部品実装位置８ヘ移動する時間ｔ２を算出する。次に、ｔ２、ｔｘｙ１より非吸着ノズル数Ｍ２を次式で算出する。
【００２２】
Ｍ２＝ｔｘｙ１／ｔ２  （小数点以下を切捨て）        （２）
この非吸着ノズル数算出処理工程２による可動ヘッド４の制御動作を図５を参照して説明すると、図５（ａ）に示すように、Ｎ番目に回路基板９上に実装する電子部品を吸着した吸着ノズル３（Ｎｏ．１）が部品を実装した後、図５（ｂ）に示すように、非吸着ノズル数算出手段１２で算出された吸着ノズル数、本例ではＭ２＝２とし、吸着ノズル３（Ｎｏ．２、Ｎｏ．３）を実装動作させることなく部品実装位置８を通過させ、その後、図５（ｃ）に示すように、Ｎ＋１番目に回路基板９上に実装する電子部品を吸着した吸着ノズル３（Ｎｏ．４）が電子部品を実装する。
【００２３】
次に、非吸着ノズル数算出手段１２における第３の非吸着ノズル数算出処理の工程（非吸着ノズル数算出処理工程３）について、図６を参照して説明する。
【００２４】
図６において、まず図２に示す第１の非吸着ノズル数算出処理を行ってＭ１を算出する。次に、図４に示す第２の非吸着ノズル数算出処理を行ってＭ２を算出する。次に、Ｍ１とＭ２を比較し、大きい方を非吸着ノズル数Ｍ３とする。可動ヘッド制御手段１３は、Ｍ３に応じて可動ヘッド４を制御する。
【００２５】
上記した例では、Ｍ３はＭ２＝２となり、その場合の可動ヘッド４の制御動作を図７と図５を参照して説明すると、図７（ａ）に示すように、Ｎ番目に回路基板９上に実装する電子部品を搭載した部品供給ユニット２（▲１▼）から吸着ノズル３（Ｎｏ．１）が部品を吸着した後、図７（ｂ）に示すように、非吸着ノズル数算出手段１２で算出された吸着ノズル数、本例ではＭ３＝Ｍ２＝２とし、吸着ノズル３（Ｎｏ．２、Ｎｏ．３）を吸着動作させることなく部品吸着位置５を通過させ、その後、図７（ｃ）に示すように、吸着ノズル３（Ｎｏ．４）がＮ＋１番目に回路基板９上に実装する電子部品を搭載した部品供給ユニット２（▲３▼）から電子部品を吸着する。その後、上記図５（ａ）に示すように、Ｎ番目に回路基板９上に実装する電子部品を吸着した吸着ノズル３（Ｎｏ．１）が部品を装着した後、図５（ｂ）に示すように、部品を吸着していない吸着ノズル３（Ｎｏ．２、Ｎｏ．３）を実装動作させることなく部品実装位置８を通過させ、その後、図５（ｃ）に示すように、Ｎ＋１番目に回路基板９上に実装する電子部品を吸着した吸着ノズル３（Ｎｏ．４）が電子部品を実装する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の部品実装装置によれば、以上の説明から明らかなように、可動ヘッドの回転速度を減速させることなく、任意の部品を吸着ノズルで吸着した後次の部品を吸着するための部品供給部の移動時間を確保し、また任意の部品を基板上に実装した後次の部品を実装するための回路基板の移動時間を確保するために、部品吸着位置にて部品の吸着動作を行うことなく、また部品実装位置にて部品の実装動作を行うことなく通過させる吸着ノズル数を算出し、算出された非吸着ノズル数をあけた次の吸着ノズルにて部品吸着位置で部品を吸着し、部品実装位置で部品を吸着した吸着ノズルが部品を実装するように制御を行うことにより、可動ヘッドの加速、減速動作による消費エネルギーを減少させ、かつ高速で部品を吸着して実装することにより生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における電子部品実装装置の制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態における第１の非吸着ノズル数算出工程のフロー図である。
【図３】図２の非吸着ノズル数算出処理工程による可動ヘッドの制御動作の説明図である。
【図４】同実施形態における第２の非吸着ノズル数算出工程のフロー図である。
【図５】図４の非吸着ノズル数算出処理工程による可動ヘッドの制御動作の説明図である。
【図６】同実施形態における第３の非吸着ノズル数算出工程のフロー図である。
【図７】図６の非吸着ノズル数算出処理工程による可動ヘッドの制御動作の説明図である。
【図８】従来例の電子部品実装装置の全体概略構成を示す平面図である。
【図９】従来例の可動ヘッドと回路基板の動作説明図である。
【符号の説明】
１  部品供給部
３  吸着ノズル
４  可動ヘッド
５  部品吸着位置
８  部品実装位置
９  回路基板
１１  制御部
１２  非吸着ノズル数算出手段
１３  可動ヘッド制御手段
１４  制御モータ
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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