(57)【要約】【課題】実装ヘッドの移動を制限することなく振動の発生を抑制することができる部品実装装置および実装基板の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】部品実装装置は、実装作業領域において基板３を保持する基板保持部５と、基板保持部５を移動させる保持部移動機構と、第１の実装ヘッド１３Ａを移動させるヘッド移動機構と、保持部移動機構とヘッド移動機構を制御する制御部と、を有している。そして、部品を基板３に実装する際に、制御部は、基板保持部５が第１の実装ヘッド１３Ａの移動方向とは逆方向に所定の移動量を移動するように制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬入された基板を実装作業領域に搬送し、実装ヘッドにより部品を前記基板に実装する部品実装装置であって、
前記実装作業領域において前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部を移動させる保持部移動機構と、
前記実装ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、
前記保持部移動機構と前記ヘッド移動機構を制御する制御部と、を有し、
前記部品を前記基板に実装する際に、前記制御部は、前記基板保持部が前記実装ヘッドの移動方向とは逆方向に所定の移動量を移動するように制御する、部品実装装置。
【請求項２】
前記実装ヘッドの移動方向および移動量を含む実装ヘッド移動情報を取得する実装ヘッド移動情報取得部を有し、
前記制御部は、前記実装ヘッド移動情報に基づいて前記基板保持部の移動方向と移動量を制御する、請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記保持部移動機構は、前記基板保持部を前記実装作業領域において水平方向に移動させる、前請求項１または２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記基板保持部の移動量は、前記実装ヘッドの移動量よりも短い、請求項１から３のいずれかに記載の部品実装装置。
【請求項５】
前記実装ヘッドを複数備え、
前記制御部は、一の実装ヘッドが前記部品を前記基板に実装する際に、前記一の実装ヘッドが発生させる振動が抑制される移動方向および移動量で他の実装ヘッドを移動させる、請求項１から４のいずれかに記載の部品実装装置。
【請求項６】
搬入された基板を実装作業領域に搬送し、実装ヘッドにより部品を前記基板に実装する部品実装装置による実装基板の製造方法であって、
前記部品実装装置は、前記実装作業領域において前記基板を保持する基板保持部を有しており、
前記部品を前記基板に実装する際に、前記基板保持部が前記実装ヘッドの移動方向とは逆方向に所定の移動量を移動する、実装基板の製造方法。
【請求項７】
前記実装ヘッドの移動方向および移動量を含む実装ヘッド移動情報を取得し、
取得された前記実装ヘッド移動情報に基づいて、前記基板保持部が移動する、請求項６に記載の実装基板の製造方法。
【請求項８】
前記基板保持部は、前記実装作業領域において水平方向に移動する、請求項６または７に記載の実装基板の製造方法。
【請求項９】
前記基板保持部の移動量は、前記実装ヘッドの移動量よりも短い、請求項６から８のいずれかに記載の実装基板の製造方法。
【請求項１０】
前記部品実装装置は、前記実装ヘッドを複数備えており、
一の実装ヘッドが前記部品を前記基板に実装する際に、前記一の実装ヘッドが発生させる振動が抑制される移動方向および移動量で他の実装ヘッドが移動する、請求項６から９のいずれかに記載の実装基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に部品を実装する部品実装装置および実装基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に部品を実装した実装基板を製造する部品実装装置は、実装ヘッドが部品供給部まで移動して部品を取り出し、部品を保持した実装ヘッドが基板まで移動して基板に部品を実装する。実装基板の製造効率を向上させるためには、実装ヘッドを高速に移動させる必要がある。しかし、実装ヘッドの加速、減速が大きくなると部品実装装置に発生する振動も大きくなり、実装精度が低下するおそれがあった。そこで、２つの実装ヘッドを備え、双方の実装ヘッドを逆方向に移動させることで発生する力を相殺して、実装ヘッドの移動に起因する振動を抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１２６９９６号公報
【特許文献２】特開２００７−９５７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１，２に記載の部品実装装置では、部品実装を実行していない他方の実装ヘッドの移動が限定されるという問題点があった。また、実装ヘッドを１つしか備えていない場合、実装ヘッドの移動に起因する振動を抑制するためには実装ヘッドの移動速度を遅くする必要があり、実装基板の製造効率が低下するという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、実装ヘッドの移動を制限することなく振動の発生を抑制することができる部品実装装置および実装基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の部品実装装置は、搬入された基板を実装作業領域に搬送し、実装ヘッドにより部品を前記基板に実装する部品実装装置であって、前記実装作業領域において前記基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を移動させる保持部移動機構と、前記実装ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、前記保持部移動機構と前記ヘッド移動機構を制御する制御部と、を有し、前記部品を前記基板に実装する際に、前記制御部は、前記基板保持部が前記実装ヘッドの移動方向とは逆方向に所定の移動量を移動するように制御する。
【０００７】
本発明の実装基板の製造方法は、搬入された基板を実装作業領域に搬送し、実装ヘッドにより部品を前記基板に実装する部品実装装置による実装基板の製造方法であって、前記部品実装装置は、前記実装作業領域において前記基板を保持する基板保持部を有しており、前記部品を前記基板に実装する際に、前記基板保持部が前記実装ヘッドの移動方向とは逆方向に所定の移動量を移動する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、実装ヘッドの移動を制限することなく振動の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態の部品実装装置の構成を示す平面図
【図２】本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図４】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態の部品実装装置の部品実装作業における実装ヘッドと基板保持部の動作の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の部品実装装置による実装基板の製造方法のフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する２軸方向として、基板搬送方向のＸ方向（図１における左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ方向（図１における上下方向）が示される。図２では、水平面と直交する高さ方向としてＺ方向（図２における上下方向）が示される。Ｚ方向は、部品実装装置が水平面上に設置された場合の上下方向である。
【００１１】
まず図１を参照して、部品実装装置１の構成を説明する。なお図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を部分的に示している。図１において、基台１ａの中央には、基板搬送機構２がＸ方向に配設されている。基板搬送機構２は、上流側から搬入された基板３を基台１ａの中央に設けられた実装作業領域４に搬送し、基板保持部５に受け渡す。また、基板搬送機構２は、部品実装作業が完了した基板３を下流側に搬出する。基板保持部５は、実装作業領域４において基板３を上部に保持する。
【００１２】
図２において、基板保持部５は、Ｙ軸テーブル６上に配設されてＹ方向に自在に移動することができる。Ｙ軸テーブル６は、Ｘ軸テーブル７上に配設されてＸ方向に自在に移動することができる。Ｘ軸テーブル７は、基台１ａ上に配設されている。基板保持部５は、Ｙ軸テーブル６が備える駆動機構を駆動させることによりＹ方向に移動する。Ｙ軸テーブル６は、Ｘ軸テーブル７が備える駆動機構を駆動させることによりＸ方向に移動する。すなわち、Ｙ軸テーブル６およびＸ軸テーブル７は、基板保持部５を実装作業領域４において水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動させる保持部移動機構８を構成する。
【００１３】
図１において、基板搬送機構２のＹ方向のリア側（図１における上側）には、第１の部品供給部９Ａが配置されている。基板搬送機構２のＹ方向のフロント側（図１における下側）には、第２の部品供給部９Ｂが配置されている。第１の部品供給部９Ａおよび第２の部品供給部９Ｂには、複数のテープフィーダ１０がＸ方向に並列に装着されている。テープフィーダ１０は、部品を格納するポケットが形成されたキャリヤテープを第１の部品供給部９Ａおよび第２の部品供給部９Ｂの外側から基板搬送機構２に向かう方向（テープ送り方向）にピッチ送りすることにより、後述する実装ヘッドが部品を吸着する部品吸着位置に部品を供給する。
【００１４】
基台１ａ上面においてＸ方向の両端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸ビーム１１がＹ方向に沿ってそれぞれ配設されている。２基のＹ軸ビーム１１の間には、同様にリニア駆動機構を備えた第１のＸ軸ビーム１２Ａおよび第２のＸ軸ビーム１２ＢがそれぞれＹ方向に移動自在に結合されている。第１のＸ軸ビーム１２Ａには、第１の実装ヘッド１３ＡがＸ方向に移動自在に装着されている。第２のＸ軸ビーム１２Ｂには、第２の実装ヘッド１３ＢがＸ方向に移動自在に装着されている。第１の実装ヘッド１３Ａおよび第２の実装ヘッド１３Ｂは、それぞれ下端に部品Ｄを吸着保持する吸着ノズル１３ｂが装着される複数の吸着ユニット１３ａを備えている（図２参照）。
【００１５】
図１において、Ｙ軸ビーム１１および第１のＸ軸ビーム１２Ａは、第１の実装ヘッド１３Ａを水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動させる、第１のヘッド移動機構１４Ａを構成する。第１のヘッド移動機構１４Ａおよび第１の実装ヘッド１３Ａは、第１の部品供給部９Ａに装着されているテープフィーダ１０の部品吸着位置から部品Ｄを吸着ノズル１３ｂによって取り出して、基板保持部５に保持された基板３の実装点に移送搭載する。
【００１６】
図１において、Ｙ軸ビーム１１および第２のＸ軸ビーム１２Ｂは、第２の実装ヘッド１３Ｂを水平方向に移動させる、第２のヘッド移動機構１４Ｂを構成する。第２のヘッド移動機構１４Ｂおよび第２の実装ヘッド１３Ｂは、第２の部品供給部９Ｂに装着されているテープフィーダ１０の部品吸着位置から部品Ｄを吸着ノズル１３ｂによって取り出して、基板保持部５に保持された基板３の実装点に移送搭載する。
【００１７】
以下便宜上、区別する必要がある場合を除き、第１の部品供給部９Ａと第２の部品供給部９Ｂを単に「部品供給部９」、第１のＸ軸ビーム１２Ａと第２のＸ軸ビーム１２Ｂを単に「Ｘ軸ビーム１２」と称する。また、第１の実装ヘッド１３Ａと第２の実装ヘッド１３Ｂを単に「実装ヘッド１３」、第１のヘッド移動機構１４Ａと第２のヘッド移動機構１４Ｂを単に「ヘッド移動機構１４」と称する。
【００１８】
図２において、部品供給部９には、フィーダベース１５ａに予め複数のテープフィーダ１０が装着された状態の台車１５がセットされている。台車１５には、部品Ｄを格納したキャリヤテープ１６を巻回状態で収納するテープリール１７が保持されている。テープリール１７から引き出されたキャリヤテープ１６は、テープフィーダ１０によって吸着ノズル１３ｂによる部品吸着位置までピッチ送りされる。
【００１９】
次に図３を参照して、部品実装装置１の制御系の構成について説明する。部品実装装置１は、実装制御部２０、基板搬送機構２、基板保持部５、保持部移動機構８、第１の部品供給部９Ａ、第１の実装ヘッド１３Ａ、第１のヘッド移動機構１４Ａ、第２の部品供給部９Ｂ、第２の実装ヘッド１３Ｂ、第２のヘッド移動機構１４Ｂを備えている。実装制御部２０は、実装ヘッド移動情報取得部２１、搬送動作処理部２２、実装動作処理部２３、実装記憶部２６を備えている。
【００２０】
実装記憶部２６は記憶装置であり、実装データ２７、実装ヘッド移動情報２８などを記憶する。実装データ２７には、実装される部品Ｄの種類、基板３の種類、実装点の座標などのデータが含まれており、製造する実装基板の種類ごとに記憶される。実装ヘッド移動情報取得部２１は、部品実装装置１を含む部品実装ラインを制御する上位コンピュータなどから実装ヘッド移動情報２８を取得して実装記憶部２６に記憶させる。実装ヘッド移動情報２８には、部品Ｄを実装する際の実装ヘッド１３の移動方向および移動量が含まれており、製造する実装基板の種類ごとに記憶される。
【００２１】
図３において、搬送動作処理部２２は、基板搬送機構２を制御して、上流側から搬入された基板３を基板保持部５に受け渡し、また、部品実装作業が終了した基板３を下流側に搬出させる。実装動作処理部２３は、内部処理部として保持部制御部２４、実装ヘッド制御部２５を備えている。保持部制御部２４は、基板保持部５と保持部移動機構８を制御して、基板保持部５に基板３を保持させる。また、保持部制御部２４は、実装ヘッド移動情報２８に基づいて、基板３を保持した基板保持部５を水平方向に移動させる。
【００２２】
実装ヘッド制御部２５は、実装ヘッド移動情報２８に基づいて第１のヘッド移動機構１４Ａおよび第２のヘッド移動機構１４Ｂを制御して、第１の実装ヘッド１３Ａおよび第２の実装ヘッド１３Ｂを水平方向に移動させる。実装動作処理部２３は、実装データ２７、実装ヘッド移動情報２８に基づいて、部品実装装置１の各部を統括制御して、部品実装作業を実行させる。すなわち、実装動作処理部２３は、保持部移動機構８とヘッド移動機構１４を制御する制御部となる。
【００２３】
ここで図４を参照して、実装動作処理部２３の部品実装作業における保持部移動機構８とヘッド移動機構１４の制御について説明する。部品実装装置１では、第１の実装ヘッド１３Ａと第２の実装ヘッド１３Ｂが、交互に基板３に部品Ｄを実装する。ここでは、基板保持部５が保持した基板３に、第１の実装ヘッド１３Ａが部品Ｄを実装する例で説明する。
【００２４】
図４（ａ）において、実装動作処理部２３は、第１の実装ヘッド１３ＡをＹ方向のフロント側に移動させる場合（矢印ａ）、基板保持部５をＹ方向のリア側に移動させる（矢印ｂ）。図４（ｂ）において、実装動作処理部２３は、第１の実装ヘッド１３ＡをＸ方向の右側に移動させる場合（矢印ｃ）、基板保持部５をＸ方向の左側に移動させる（矢印ｄ）。
【００２５】
すなわち、部品Ｄを基板３に実装する際に、実装動作処理部２３（制御部）は、基板保持部５が実装ヘッド１３（第１の実装ヘッド１３Ａ）の移動方向とは逆方向に所定の移動量を移動するように制御する。より具体的には、実装動作処理部２３は、実装ヘッド１３を実装ヘッド移動情報２８に含まれる移動方向に移動させ、基板保持部５を実装ヘッド移動情報２８に含まれる移動方向とは逆の方向に実装ヘッド１３と同期して移動させる。これによって、部品実装装置１内の可動部の運動量の変化を打ち消して、実装ヘッド１３の移動に伴って部品実装装置１に発生する振動を抑制することができる。
【００２６】
また、可動部である実装ヘッド１３およびＸ軸ビーム１２の合計重量が可動部である基板保持部５およびＹ軸テーブル６の合計重量よりも小さい場合、実装動作処理部２３は、基板保持部５の移動量を実装ヘッド１３の移動量よりも短く制御する。より具体的には、実装動作処理部２３は、実装ヘッド１３を実装ヘッド移動情報２８に含まれる移動量だけ移動させ、基板保持部５を実装ヘッド移動情報２８に含まれる移動量に所定の係数を掛けた移動量だけ実装ヘッド１３とは着方向に移動させる。所定の係数は、実装ヘッド１３およびＸ軸ビーム１２の合計重量と基板保持部５およびＹ軸テーブル６の合計重量の比率に基づいて算出される。
【００２７】
上述のように、部品実装装置１は、部品実装作業における実装ヘッド１３の移動方向、移動量（移動速度）を制限することなく、部品実装装置１に発生する振動を抑制することができる。また部品実装装置１は、基板３を実装ヘッド１３とは逆の方向に移動させることで実装ヘッド１３の移動量を小さくすることができ、実装時間を短縮することができる。
【００２８】
図４（ａ）、図４（ｂ）において、第１の実装ヘッド１３Ａが基板３に部品Ｄを実装している間、第２の実装ヘッド１３Ｂは、第２の部品供給部９Ｂを移動しながら次に基板３に実装する部品Ｄを吸着ノズル１３ｂで吸着して取り出している。その際、実装動作処理部２３は、第２の実装ヘッド１３Ｂを第１の実装ヘッド１３Ａと基板保持部５の移動で生じる運動量の変化を打ち消す方向に移動させるか、第１の実装ヘッド１３Ａの移動速度より小さな移動速度（運動量）で移動させる。
【００２９】
すなわち、部品実装装置１が実装ヘッド１３を複数備える場合、実装動作処理部２３（制御部）は、一の実装ヘッド（第１の実装ヘッド１３Ａ）が部品Ｄを基板３に実装する際に、一の実装ヘッドが発生させる振動が抑制される移動方向および移動量（移動速度）で他の実装ヘッド（第２の実装ヘッド１３Ｂ）を移動させる。これによって、部品Ｄを実装している実装ヘッド１３の移動を制限することなく、部品実装装置１に発生する振動を抑制することができる。
【００３０】
次に図５のフローに沿って、搬入された基板３を実装作業領域４に搬送し、実装ヘッド１３により部品Ｄを基板３に実装する部品実装装置１による実装基板の製造方法について説明する。まず、実装ヘッド移動情報取得部２１は、実装ヘッド１３の移動方向および移動量を含む実装ヘッド移動情報２８を取得する（ＳＴ１：実装ヘッド移動情報取得工程）。取得された実装ヘッド移動情報２８は、実装記憶部２６に記憶される。次いで基板搬送機構２により基板３が搬入されて、基板保持部５に受け渡される（ＳＴ２：基板搬入工程）。基板保持部５は、受け取った基板３を保持する。
【００３１】
次いで実装ヘッド１３によって、基板保持部５が保持した基板３に部品Ｄが実装される（ＳＴ３：部品実装工程）。その際、実装動作処理部２３（制御部）は、基板保持部５が実装ヘッド１３の移動方向とは逆方向に所定の移動量を移動するように制御する。基板３への部品Ｄの実装が全て終了すると、基板保持部５は基板３を解放し、基板搬送機構２によって基板３が搬出される（ＳＴ４：基板搬出工程）。所定枚数の実装基板の製造が終了していない場合（ＳＴ５においてＮｏ）、基板搬入工程（ＳＴ２）に戻って次に部品Ｄが実装される基板３が搬入される。
【００３２】
上記説明したように、本実施の形態の部品実装装置１は、実装作業領域４において基板３を保持する基板保持部５と、基板保持部５を移動させる保持部移動機構８と、実装ヘッド１３を移動させるヘッド移動機構１４と、保持部移動機構８とヘッド移動機構１４を制御する制御部（実装動作処理部２４）と、を有している。そして、実装ヘッド１３により部品Ｄを基板３に実装する際に、制御部は、基板保持部５が実装ヘッド１３の移動方向とは逆方向に所定の移動量を移動するように制御している。これによって、部品Ｄを実装している実装ヘッド１３の移動を制限することなく部品実装装置１に発生する振動を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の部品実装装置および実装基板の製造方法は、実装ヘッドの移動を制限することなく振動の発生を抑制することができるという効果を有し、部品を基板に実装する分野において有用である。
【符号の説明】
【００３４】
１  部品実装装置
３  基板
４  実装作業領域
５  基板保持部
８  保持部移動機構
１３Ａ  第１の実装ヘッド
１３Ｂ  第２の実装ヘッド
１４Ａ  第１のヘッド移動機構
１４Ｂ  第２のヘッド移動機構
Ｄ  部品
【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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