(57)【要約】【課題】作業効率も良く、確実に電子部品を吸着できる電子部品装着方法を提供すること。【解決手段】吸着位置表示孔８３が形成されたマスターテープ８４を装填した部品供給ユニット６を調整治具に固定する。認識カメラ７８により認識マーク８１を撮像してその中心位置を求め、記憶部に予め格納された部品吸着位置へ認識カメラ７８を移動させ、マスターテープ８４に付された表示孔８３を撮像し、吸着位置を求める。この認識処理結果に基づき認識マーク８１位置と吸着位置との関係データを部品供給ユニット６内のメモリ７９に格納する。機台２に電子部品装着装置に収納テープＣを装填した各部品供給ユニット６を固定し、電子部品装着動作を行う際に、基板認識カメラ１７により部品供給ユニット６に付された認識マーク８１を撮像してその中心位置を求め、メモリ７９に格納した吸着位置データを基に吸着ノズル１８による吸着位置をＣＰＵ８５が補正する。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を収納部に搭載した収納テープを部品供給ユニットにより間欠送りして吸着ノズルにより吸着してプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、
吸着位置マークが形成されたマスターテープが装填されると共に認識マークが付された前記部品供給ユニットを調整治具に固定し、
認識カメラにより前記認識マークを撮像して当該認識マークの中心位置を求め、
予め定められた部品吸着位置へ前記認識カメラを移動させて前記マスターテープに付された吸着位置マークを撮像して前記認識マーク位置と吸着位置との関係データをメモリに格納し、
前記部品供給ユニットを装着装置本体に固定した後、基板認識カメラにより当該部品供給ユニットに付された前記認識マークを撮像して当該認識マークの中心位置を求め、
前記メモリに格納した前記関係データを基に前記吸着ノズルによる吸着位置を補正して前記収納テープから電子部品を取出して前記プリント基板上に装着することを特徴とする電子部品装着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を収納部に搭載した収納テープを部品供給ユニットにより間欠送りして吸着ノズルにより吸着してプリント基板上に装着する電子部品装着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子部品装着方法にあっては、パーツカセットごとの大まかな部品吸着位置及び部品吸着位置とマーク中心間距離、吸着ノズルと認識カメラ間距離を予め入力しておき、パーツカセット交換時、認識カメラでパーツカセット上のマークを認識処理し中心を求めることで自動的に部品吸着位置を検出する技術が特開平５−１９９０００号公報（特許文献）において提案されている。
【０００３】
【特許文献】
特開平５−１９９０００号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、部品吸着位置及び部品吸着位置とマーク中心間距離、吸着ノズルと認識カメラ間距離を予め入力しておく必要があり、甚だ面倒であって、作業効率が悪いという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、作業効率も良く、確実に電子部品を吸着できる電子部品装着方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、電子部品を収納部に搭載した収納テープを部品供給ユニットにより間欠送りして吸着ノズルにより吸着してプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、吸着位置マークが形成されたマスターテープが装填されると共に認識マークが付された前記部品供給ユニットを調整治具に固定し、認識カメラにより前記認識マークを撮像して当該認識マークの中心位置を求め、予め定められた部品吸着位置へ前記認識カメラを移動させて前記マスターテープに付された吸着位置マークを撮像して前記認識マーク位置と吸着位置との関係データをメモリに格納し、前記部品供給ユニットを装着装置本体に固定した後、基板認識カメラにより当該部品供給ユニットに付された前記認識マークを撮像して当該認識マークの中心位置を求め、前記メモリに格納した前記関係データを基に前記吸着ノズルによる吸着位置を補正して前記収納テープから電子部品を取出して前記プリント基板上に装着することを特徴とする。
【０００７】
【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係る電子部品供給装置を適用した電子部品装着装置について説明する。この電子部品装着装置は、いわゆる多機能チップマウンタであり、各種電子部品Ａをプリント基板Ｐに実装できる。
【０００８】
図１は電子部品装着装置の平面図であり、電子部品装着装置１は、機台２と、この機台２の中央部に左右方向に延在するコンベア部３と、機台２の前部（図示の下側）および後部（図示の上側）にそれぞれ配設した２組の部品装着部４、４および２組の部品供給部５、５とを備えている。そして、部品供給部５には、電子部品供給装置である複数本の部品供給ユニット６が着脱自在に組み込まれている。
【０００９】
前記コンベア部３は、中央のセットテーブル８と、左側の供給コンベア９と、右側の排出コンベア１０とを有している。プリント基板Ｐは、供給コンベア９からセットテーブル８に供給され、セットテーブル８で電子部品の装着を受けるべく不動に且つ所定の高さにセットされる。そして、電子部品の装着が完了した基板Ｐは、セットテーブル８から排出コンベア１０を介して下流側装置に排出される。
【００１０】
各部品装着部４には、ヘッドユニット１３を移動自在に搭載したＸＹステージ１２が配設されると共に、部品認識カメラ１４およびノズルストッカ１５が配設されている。ヘッドユニット１３には、電子部品を吸着および装着するための２組の装着ヘッド１６、１６と、基板Ｐを認識するための１台の基板認識カメラ１７とが搭載されている。なお、通常、両部品装着部４、４のＸＹステージ１２、１２は交互運転となる。
【００１１】
前記各ＸＹステージ１２はＹ軸モータ１２Ａによりビーム１１がＹ方向に移動し、このビーム１１に沿ってＸ軸モータ１２Ｂにより前記ヘッドユニット１３がＸ方向に移動し、結果としてヘッドユニット１３はＸＹ方向に移動することとなる。
【００１２】
各部品供給部５は、ユニットベース１９上に多数の部品供給ユニット６を、横並びに且つ着脱自在に備えている。各部品供給ユニット６には、多数の電子部品を一定の間隔で収容した後述する収納テープＣが搭載されており、収納テープＣを間欠送りすることで、部品供給ユニット６の先端から部品装着部４に電子部品が１個ずつ供給される。なお、この電子部品装着装置１では、表面実装部品などの比較的小さな電子部品は、主として部品供給ユニット６から供給され、比較的大きな電子部品は、主として図示しないトレイ形式の部品供給装置から供給される。
【００１３】
この電子部品装着装置１の記憶部に格納されたＮＣデータに基づく運転は、先ずＸＹステージ１２を駆動しヘッドユニット１３を部品供給ユニット６に臨ませた後、装着ヘッド１６を下降させてその吸着ノズル１８により所望の電子部品をピックアップする。続いて装着ヘッド１６を上昇させてから、ＸＹステージ１２を駆動して電子部品を部品認識カメラ１４の直上部まで移動させ、その吸着姿勢及び吸着ノズル１８に対する位置ずれを認識する。次に、装着ヘッド１６をセットテーブル８上の基板Ｐの位置まで移動させ、基板認識カメラ１７で基板Ｐの位置を認識した後、前記部品認識カメラ１４及び基板認識カメラ１７による認識結果に基づき前記ＸＹステージ１２のＸ軸モータ１２Ｂ、Ｙ軸モータ１２Ａ及び吸着ノズル１８のθ軸モータ１８Ａを補正移動させて、Ｚ軸モータ１８Ｂを駆動させて吸着ノズル１８を降下させることにより電子部品Ａをプリント基板Ｐ上に装着する。
【００１４】
なお、実施形態のＸＹステージ１２には、２つの装着ヘッド（吸着ノズル１８）１６、１６が搭載されており、２個の電子部品を連続して吸着し、これをプリント基板Ｐ上に連続して装着することも可能である。また、図示しないが、複数の吸着ノズルを有する装着ヘッドが搭載されている場合には、複数個の電子部品を連続して吸着し且つ装着することも可能である。
【００１５】
次に図２及び図３に基づき、部品供給ユニット６について説明する。部品供給ユニット６は、例えば１６ｍｍ幅で４ｍｍピッチ、８ｍｍピッチ、１２ｍｍピッチ、１６ｍｍピッチの４種類の収納テープＣを取り扱うことができるものである。この部品供給ユニット６はユニットフレーム２１と、このユニットフレーム２１に回転自在に装着した図外の収納テープリールと、収納テープリールに巻回した状態で順次繰り出された収納テープＣを電子部品Ａのピックアップ位置（吸着取出位置）まで間欠送りするテープ送り機構２２と、ピックアップ位置の手前で収納テープＣのカバーテープＣａを引き剥がすカバーテープ剥離機構２３と、ピックアップ位置に送り込まれた電子部品Ａの上方を開放して電子部品Ａのピックアップを可能にするシャッタ機構２４とから構成される。
【００１６】
前記収納テープリールから繰り出された収納テープＣは、ピックアップ位置の手前のテープ経路に配設したサプレッサ２７（図８及び図９参照）の下側を潜るようにして、ピックアップ位置に送り込まれる。このサプレッサ２７にはピックアップ用の開口２７Ａが開設されており、この部分に後述するシャッタ機構２４のシャッタ７７が組み込まれている。また、シャッタ７７の手前に位置してサプレッサ２７にはスリット２８が形成されており、このスリット２８から収納テープＣのカバーテープＣａが引き剥がされ、後述するカバーテープ剥離機構２３の収納部６５内に収納される。すなわち、収納テープＣに搭載した電子部品Ａは、カバーテープＣａを引き剥がされた状態で、ピックアップ用の開口２７Ａを開閉するシャッタ７７に臨む。
【００１７】
図３に示すように、前記テープ送り機構２２は、その出力軸に歯車３１を設けた駆動モータ３２と、該歯車３１と噛み合う歯車３３を一端部に備えて両支持体３４に回転可能に支持された回転軸３５と、該回転軸３５の中間部に設けられたウォーム歯車３６と噛み合うウォームホィール３７を備えると共に収納テープＣに形成した送り孔Ｃｂに噛み合ってこれを送るスプロケット３８とから構成される。従って、前記駆動モータ３２が駆動すると、歯車３１及び歯車３３を介して回転軸３５が回転し、ウォーム歯車３６及びウォームホィール３７を介してスプロケット３８が所定角度間欠回転することにより、送り孔Ｃｂを介して収納テープＣを間欠送りする。
【００１８】
図３乃至図５に示すように、前記カバーテープ剥離機構２３は、その出力軸にウォーム歯車４１を設けた駆動モータ４２と、周囲に歯車４５及び前記歯車４１と噛み合う歯車４３を備えてユニットフレーム２１に固定された支持体４４に支軸４６Ａを介して回転可能に支持された第１の回転体４６と、周囲に当接部５１及び前記歯車４５と噛み合う歯車４７を備えてユニットフレーム２１に取付体４８を介して固定された支持体４９に支軸５０Ａを介して回転可能に支持された第２の回転体５０と、周囲に前記当接部５１とバネ５５により付勢されて当接する当接部５２を備えてユニットフレーム２１に支軸５３を介して揺動可能である取付体５４に支軸５６Ａを介して回転可能に支持された第３の回転体５６と、カバーテープＣａを案内するローラ５７と、ユニットフレーム２１に支軸５８を介して揺動可能である取付体５９の端部に前記ローラ５７により案内されたカバーテープＣａを案内するローラ６０を備える共にバネ６１により付勢されてカバーテープＣａにテンションを加えるためのテンション印加体６２とから構成される。尚、６３は前記取付体５９の揺動を制限するストッパである。
【００１９】
従って、カバーテープＣａを剥離する際には、前記駆動モータ４２が駆動すると、歯車４１及び歯車４３を介して第１の回転体４６が回転し、この第１の回転体４６が回転すると歯車４５及び歯車４７を介して第２の回転体５０が回転し、この第２の回転体５０が回転するとバネ５５により付勢された当接部５２及び当接部５１とがカバーテープＣａを挟んだ状態で第３の回転体５６が回転し、サプレッサ２７のスリット２８から収納テープＣのカバーテープＣａが１ピッチ分引き剥がされながら、弛みを生ずることなく、当該部品供給ユニット６の端部に設けられた収納部６５内に収納される。
【００２０】
図６及び図７に示すように、前記シャッタ機構２４は、支持体７０に端部が支持された出力軸をネジ軸とした駆動モータ７１と、前記ネジ軸に螺合したナット体７２に固定された作動体７３と、該作動体７３に突設されたピン７４が嵌合する溝７５が折曲片７７Ａに開設されると共にサプレッサ２７に開設されたガイド溝２７Ｂに嵌合する嵌合片７６が形成されてサプレッサ２７上を摺動可能に設けられたシャッタ７７とから構成される。従って、シャッタ７７の移動によるピックアップ用の開口２７Ａの開閉の際には、前記駆動モータ７１が駆動すると、ネジ軸に螺合したナット体７２及び作動体７３が移動し、嵌合片７６がガイド溝２７Ｂに沿って移動することによりシャッタ７７が開口２７Ａの開閉のため移動する。
【００２１】
シャッタ７７は、閉塞位置に移動した状態（図８参照）で、ピックアップ位置に送り込まれた電子部品ＡをカバーテープＣａが剥離された収納テープＣの収納部Ｄから飛び出さないように開口２７Ａを閉塞し、開放位置に移動した状態（図９参照）で、吸着ノズル１８によるピックアップが可能となるように電子部品Ａの上方から後退する。
【００２２】
尚、前記収納部Ｄは、電子部品を収納するのに少し余裕をもって大きめに形成されている。６６は電源ラインであり、前記駆動モータ３２、４２、７１などに電源を供給するためのものである。
【００２３】
次に、収納テープＣの送り、カバーテープＣａの剥離およびシャッタ７７の開閉の相互のタイミングについて説明する。テープ送り機構２２により収納テープＣを１回間欠送りすると、これと同期してカバーテープ剥離機構２３がカバーテープＣａを１回の間欠送り分の剥離（引き剥がし）をする。続いてテープ送り機構２２およびカバーテープ剥離機構２３が停止すると、シャッタ機構２４が開放動作し（図８及び図９参照）、ピックアップ位置に送り込まれた電子部品Ａに対しシャッタ７７を開放する。
【００２４】
そして、シャッタ７７が開放動作すると、装着ヘッド１６による電子部品Ａのピックアップが行われ、続いてシャッタ７７が閉塞するが、このとき同時に次の収納テープＣの間欠送りとカバーテープＣａの剥離とが行われる。
【００２５】
ここで、前述したように、前記部品供給ユニット６は、４ｍｍ（ミリメートル）ピッチ、８ｍｍピッチ、１２ｍｍピッチ、１６ｍｍピッチの４種類の収納テープＣを取り扱うことができる。このため、サプレッサ２７のピックアップ用の開口２７Ａは１６ｍｍピッチの収納テープＣに収納される電子部品Ａに合わせた大きさに開設されており、４ｍｍピッチの収納テープＣに収納される小さな電子部品の吸着ノズル１８による吸着位置は前記開口２７Ａの中央部である。
【００２６】
なお、８０は前記部品供給ユニット６の底面の前後に設けられた位置決めピンであり、機台２に開設した位置決め孔（図示せず）に前記位置決めピン８０が夫々挿入されることにより電子部品装着装置に取付けられる。また、８１は部品供給ユニット６のユニットフレーム２１上面に付された認識マークで、例えば円形のマークが印刷されているが、これに限らずその他の形状でもよく、また印刷ではなく刻印その他でマークを形成してもよい。
【００２７】
次に、図１３の電子部品装着装置の制御ブロック図について説明する。８５はは電子部品装着装置１の電子部品の取出し及び装着に係る動作を統括制御する制御装置としてのＣＰＵ、８６は記憶装置としてのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、８７はＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）である。そして、ＣＰＵ８５は前記ＲＡＭ８６に記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭ８７に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置の電子部品の取出し及び装着に係る動作についてインターフェース８８及び駆動回路８９を介して各駆動源を統括制御する。
【００２８】
前記ＲＡＭ８６には、ステップ番号（装着順序）毎にＸ座標、Ｙ座標、装着角度、前記部品供給部５における部品配置番号などから成る装着データや、電子部品毎のＸサイズ、Ｙサイズ、使用吸着ノズル１８の番号などから成る部品などが格納されている。
【００２９】
９０はインターフェース８８を介して前記ＣＰＵ８５に接続される認識処理装置で、前記部品認識カメラ１４により撮像されて取込まれた画像の認識処理や前記基板認識カメラ１７により撮像されて取込まれた画像の認識処理が該認識処理装置９０にて行われ、ＣＰＵ８５に処理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ８５は、部品認識カメラ１４に撮像された画像を認識処理（位置ずれ量の算出など）したり基板認識カメラ１７により撮像された画像を認識処理するように指示を認識処理装置９０に出力すると共に認識処理結果を認識処理装置９０から受取るものである。
【００３０】
即ち、前記認識処理装置９０の認識処理により位置ずれ量が把握されると、その結果がＣＰＵ８５に送られ、部品認識処理及び基板認識処理結果に基づき、ＣＰＵ８５はＹ軸モータ１２Ａ及びＸ軸モータ１２Ｂの駆動によりＸＹ方向に吸着ノズル１８を移動させることにより、またθ軸モータ１８Ａによりθ回転させ、Ｘ，Ｙ方向及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなされるものである。
【００３１】
次に、前記部品供給ユニット６の調整時の動作について、説明する。先ず、図１１に示すように、スプロケット３８が噛み合う送り孔８２と吸着位置マーク用の吸着位置表示孔８３が形成されたマスターテープ８４を当該部品供給ユニット６に装填する。そして、この装填された当該部品供給ユニット６を調整治具（図示せず）に固定する。
【００３２】
次いで、図１２に示すように、認識カメラ７８により前記認識マーク８１を撮像し、認識処理部（図示せず）により認識処理し、認識マーク８１の中心位置を求め、記憶部（図示せず）に予め格納された部品吸着位置へ前記認識カメラ７８を移動させ、マスターテープ８４に付された吸着位置表示孔８３を撮像し、前記認識処理部により認識処理し、吸着位置を求める。そして、この認識処理結果に基づき吸着位置データ（認識マーク８１位置と吸着位置との関係データ、即ち図１１に示したＸ寸法及びＹ寸法の長さ分離れている）を当該部品供給ユニット６内のプリント基板ＰＰ上に装着されたメモリ７９に予め格納する。このような処理を、各部品供給ユニット６毎に行う。
【００３３】
そして、機台２に開設した位置決め孔に前記位置決めピン８０を夫々挿入して、電子部品装着装置に収納テープＣを装填した各部品供給ユニット６を固定する。この場合、位置決めピン８０が磨耗したりすると、各部品供給ユニット６の部品吸着位置がズレたり、また取付け誤差もある。
【００３４】
そこで、電子部品装着動作を行う際に、ＸＹステージ１２を駆動しヘッドユニット１３を部品供給ユニット６に臨ませ、基板認識カメラ１７により当該部品供給ユニット６に付された認識マーク８１を撮像し、認識処理装置９０により認識処理し、認識マーク８１の中心位置を求め、次いで既に前述したように前記メモリ７９に格納した前記吸着位置データを基に吸着ノズル１８による吸着位置をＣＰＵ８５が補正する。即ち、ＸＹステージ１２を駆動しヘッドユニット１３を部品供給ユニット６に臨ませ、吸着ノズル１８が部品供給ユニット６から電子部品を取出す際に、前記ＸＹステージ１２のＸ軸モータ１２Ｂ、Ｙ軸モータ１２Ａを補正移動させて電子部品Ａを確実に取出すものである。
【００３５】
この取出した後は、前述したように、ＸＹステージ１２を駆動して電子部品を部品認識カメラ１４の直上部まで移動させ、その吸着姿勢及び吸着ノズル１８に対する位置ずれを認識する。次に、装着ヘッド１６をセットテーブル８上の基板Ｐの位置まで移動させ、基板認識カメラ１７で基板Ｐの位置を認識した後、前記部品認識カメラ１４及び基板認識カメラ１７の撮像に基づく認識処理装置９０による認識結果に基づき前記ＸＹステージ１２のＸ軸モータ１２Ｂ、Ｙ軸モータ１２Ａ及び吸着ノズル１８のθ軸モータ１８Ａを補正移動させて電子部品Ａを基板Ｐに装着する。
【００３６】
なお、電子部品装着装置として、いわゆる多機能チップマウンタを例にして説明したが、これに限らずロータリテーブル型の高速型チップマウンタに適用してもよい。
【００３７】
以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、作業効率も良く、部品供給ユニットの取付け誤差があっても確実に電子部品を吸着できる電子部品装着方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子部品装着装置の平面図である。
【図２】部品供給ユニットの側面図である。
【図３】部品供給ユニットの一部切除せる側面図である。
【図４】カバーテープ剥離機構の拡大図である。
【図５】図４のＸ−Ｘ断面図である。
【図６】シャッタが閉じた状態のシャッタ機構の側面図である。
【図７】シャッタが開いた状態のシャッタ機構の側面図である。
【図８】シャッタが閉じた状態の部品供給ユニットの要部平面図である。
【図９】シャッタが開いた状態の部品供給ユニットの要部平面図である。
【図１０】部品供給ユニットの収納テープの外段取りの動作を示す図である。
【図１１】マスターテープを装填した状態の部品供給ユニットの平面図である。
【図１２】マスターテープを装填した状態の部品供給ユニットの認識マーク撮像時の局部側面図である。
【図１３】電子部品装着装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
１        電子部品装着装置
５        部品供給部
６        部品供給ユニット
１６        装着ヘッド
１７        基板認識カメラ
１８        吸着ノズル
３８        スプロケット
４２        駆動モータ
７１        駆動モータ
７８        認識カメラ
７９        メモリ
８１        認識マーク
８３        吸着位置表示孔
８４        マスターテープ
Ａ          電子部品
Ｃ          収納テープ
Ｃａ        カバーテープ
Ｄ          収納部
【図１】
2004349524.tif 000003
【図２】
2004349524.tif 000004
【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】
2004349524.tif 000011
【図１０】
2004349524.tif 000012
【図１１】
2004349524.tif 000013
【図１２】
2004349524.tif 000014
【図１３】
2004349524.tif 000015