(57)【要約】【課題】複数の吸着ノズルで同時に電子部品を吸着する際に、安定に、かつ効率よく電子部品を吸着する。【解決手段】電子部品供給部４から電子部品８１〜８３をヘッド部３５に備えた吸着ノズル３１〜３３で吸着する電子部品実装装置１に、ヘッド部３５に取り付けられた吸着ノズルの先端部の位置を検出する手段５と、電子部品供給位置４１〜４３を検出する手段５と、各吸着ノズル３１〜３３の吸着可能範囲４１ａ〜４３ｃを求める吸着可能範囲演算手段６と、ヘッド部３５の基準位置Ｏの基準位置移動範囲９１ａ〜９３ｃを求める基準位置移動範囲演算手段６と、判断手段６を設け、判断手段６により、各ノズル３１〜３３において基準位置吸着範囲９１ａ〜９３ｃが重なり合う領域９０、９１があると判断した場合に、基準位置吸着範囲が重なり合う領域９０の内側にヘッド基準位置Ｏを移動させて電子部品を同時に吸着させる。【選択図】　　　　図３
2004022586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を吸着する吸着ノズルを複数有するヘッド部と、電子部品を所定の部品供給位置において各吸着ノズルに対して吸着されるように供給する電子部品供給部と、ヘッド部を移動させる移動手段とを備えた電子部品実装装置において、
各吸着ノズルの取付位置を、予め設定されたヘッド部の基準となる基準位置と対応付けて検出するノズル位置検出手段と、
各部品供給位置を検出する部品供給位置検出手段と、
部品供給位置検出手段によって検出された各部品供給位置において、吸着ノズルが電子部品を吸着することが可能な範囲を求める吸着可能範囲演算手段と、
前記吸着可能範囲演算手段によって求められた各吸着可能範囲に、吸着ノズルを移動手段により移動させた場合に、それぞれの吸着ノズルについて前記基準位置が移動する範囲を求める基準位置移動範囲演算手段と、
前記基準位置移動範囲演算手段によって求められた各吸着ノズルについての基準位置移動範囲が重なり合う領域があるか否かを判断する判断手段とが設けられ、
前記判断手段によって重なり合う領域があると判断した場合には、前記重なり合う領域の内側に前記基準位置が位置するように前記移動手段によりヘッド部を移動し、基準位置移動範囲が重なり合う各吸着ノズルにより電子部品を同時に吸着することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品実装装置において、
前記判断手段によって基準位置移動範囲が重なり合う領域があると判断した場合に、前記移動手段は基準位置移動範囲が重なり合う領域の中心位置に基準位置が位置するようにヘッド部を移動させることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電子部品実装装置において、
前記吸着ノズルの先端部の形状と電子部品が吸着ノズルに吸着される吸着面の範囲とを対応付けたノズル情報を予め記憶した記憶手段が設けられ、
前記吸着可能範囲演算手段は、前記ノズル情報に基づいて前記吸着可能範囲を求めることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項４】
電子部品を吸着する吸着ノズルを複数有するヘッド部と、電子部品を所定の部品供給位置において各吸着ノズルに対して吸着されるように供給する電子部品供給部と、ヘッド部を移動させる移動手段とを備えた電子部品実装装置を用いて電子部品を実装する際に、
各吸着ノズルの取付位置を、予め設定されたヘッド部の基準となる基準位置と対応付けて検出するノズル位置検出工程と、
各部品供給位置を検出する部品供給位置検出工程と、
部品供給位置検出工程によって検出された各部品供給位置において、電子部品を吸着することが可能な範囲を求める吸着可能範囲演算工程と、
前記吸着可能範囲演算工程によって求められた各吸着可能範囲に、吸着ノズルを移動手段により移動させた場合に、それぞれの吸着ノズルについて前記基準位置が移動する範囲を求める基準位置移動範囲演算工程と、
前記基準位置移動範囲演算工程によって求められた各吸着ノズルについての基準位置移動範囲が重なり合う領域があるか否かを判断する判断工程とが設けられ、
前記判断工程によって重なり合う領域があると判断した場合には、前記重なり合う領域の内側に前記基準位置が位置するように前記移動手段によりヘッド部を移動し、基準位置移動範囲が重なり合う各吸着ノズルにより電子部品が同時に吸着されることを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を回路基板に実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘッド部に備えられた吸着ノズルで電子部品を吸着し、吸着した電子部品を回路基板に実装する電子部品実装装置が知られている。このような一装置として、例えば、特開平１０−１０７４９５号公報に記載される様に、ヘッド部に複数のノズルを備えたものがある。この公報に記載された電子部品実装装置では、１つのノズルが電子部品を最適に吸着することができる位置にヘッド部を移動させたときに、他のノズルもそれぞれ電子部品を同時に吸着できる位置にある場合には、全てのノズルで同時に電子部品を吸着させていた。このようにヘッド部に複数のノズルを備えて同時に電子部品を吸着すると、ヘッド部に１本のノズルしかない場合に比して、ヘッド部を移動させる回数が減少するので、実装効率を向上させることができるという利点を有する。
【０００３】
ところで、前記公報で、複数のノズルで同時に電子部品を吸着が可能か否かについては次の手順に従って判断していた（以下、複数のノズルで同時に電子部品を吸着することを、同時吸着と言う）。
まず、ヘッド部に取り付けられたノズルの各位置を第一のカメラで検出する。また、これらのノズルが吸着対象とする電子部品についても、電子部品供給部から供給される各位置を第二のカメラで検出する。
【０００４】
次に、あるノズルを基準ノズルとし、この基準ノズルが電子部品を吸着する際に最適となる位置に移動する場合の座標を仮の吸着座標として求める。そして、基準ノズルが仮の吸着座標にあるとした場合の他のノズルの位置を求め、他のノズルの全てが電子部品を吸着することができる範囲内にあるか否かを判断する。そして、仮の吸着座標において他のノズルのすべてが電子部品を吸着することができる範囲にある場合には同時吸着可能であると判断する。この場合の仮の吸着座標を同時吸着座標とした。
【０００５】
また、仮の吸着座標において、他のノズルのうち１つでも電子部品を吸着することができる位置にない場合には、別のノズルを新たな基準ノズルとして同時吸着座標が見つかるまで上記の手順を繰り返す。そして、最終的に同時吸着座標が見出されなかった場合には同時吸着は不可能であると判断していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の様な判断方法では、ヘッド部に備えられるノズルの数が増加すると、基準ノズルの選択によっては同時吸着が可能か否かを判断するために長時間を要する可能性があった。
また、１つの基準ノズルが「最適位置」にある時に同時吸着が可能か否かを判断しているので、複数のノズルのそれぞれが「最適位置」にはないが、同時吸着可能な範囲に位置するような場合に、同時吸着不可能であると判断し、判断が適切でないだけでなく、判断に要した多大な時間が無駄になった。
【０００７】
さらに、同時吸着が可能であると判断した場合には、基準ノズル以外のノズルは最適吸着位置以外である可能性が高く、電子部品を吸着することのできる範囲のぎりぎりの位置で電子部品を吸着しなければならないノズルが存在する可能性もあり、同時吸着に失敗する恐れがあった。
本発明の課題は、吸着ノズルの数が増加しても同時吸着が可能であるか否かを効率よく判断し、電子部品を確実に同時吸着できる吸着座標を見出すことができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば、図１〜図７に示すように、電子部品８１、８２、８３を吸着する吸着ノズル３１、３２、３３を複数有するヘッド部３５と、電子部品を所定の部品供給位置４１、４２、４３において各吸着ノズルに対して吸着されるように供給する電子部品供給部４と、ヘッド部を移動させる移動手段（例えば、移動機構３６）とを備えた電子部品実装装置１において、各吸着ノズルの取付位置（吸着中心３１ａ、３２ｂ、３３ｃ）を、予め設定されたヘッド部の基準となる基準位置（例えば、基準位置Ｏ）と対応付けて検出するノズル位置検出手段（例えば、認識部５：ステップＳ１）と、各部品供給位置を検出する部品供給位置検出手段（例えば、認識部５：ステップＳ２）と、部品供給位置検出手段によって検出された各部品供給位置において、吸着ノズルが電子部品を吸着することが可能な範囲を求める吸着可能範囲演算手段（例えば、制御部６：ステップＳ３）と、前記吸着可能範囲演算手段によって求められた各吸着可能範囲８１ａ、８２ｂ、８３ｃに、吸着ノズルを移動手段により移動させた場合に、それぞれの吸着ノズルについて前記基準位置が移動する範囲を求める基準位置移動範囲演算手段（例えば、制御部６：ステップＳ４）と、前記基準位置移動範囲演算手段によって求められた各吸着ノズルについての基準位置移動範囲が重なり合う領域（例えば、同時吸着領域９５）があるか否かを判断する判断手段（例えば、制御部６：ステップＳ５）とが設けられ、前記判断手段によって重なり合う領域があると判断した場合には、前記重なり合う領域の内側に前記基準位置が位置するように前記移動手段によりヘッド部を移動し、基準位置移動範囲が重なり合う各吸着ノズルにより電子部品が同時に吸着される（例えば、ステップＳ７）ことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、ヘッド部が有する複数の吸着ノズルで、複数の電子部品供給部の供給位置に配置される電子部品を吸着する際に、各吸着ノズルについて求めた基準位置移動範囲が重なり合う領域があると、ヘッド部をこの重なり合う領域の内側に基準位置が位置する様に移動させれば、基準位置移動範囲が重なり合う吸着ノズルについては同時に電子部品を吸着することができる。また、基準位置移動範囲が重なり合う領域がない場合は、ヘッド部をある吸着ノズルについて求めた基準位置移動範囲に移動させても、その吸着ノズルが吸着対象とする電子部品しか吸着できない。したがって、基準位置移動範囲が重なり合う領域があるか否かを判断することにより、あるヘッド部の移動位置において複数のノズルでそれぞれが吸着対象とする電子部品を同時に吸着可能であるか否かを同時に判断することができる。
【００１０】
また、同時吸着が可能か否かを各吸着ノズルの基準位置移動範囲が重なり合う領域があるか否かによって判断することができるので、ヘッド部に取り付けられる吸着ノズルの数が多い場合でも判断が容易である。また、基準位置移動範囲が重なり合う領域は、同時吸着時の基準位置を移動させる吸着座標となるので、同時吸着可能か否かを判断すると同時に吸着座標を求めることができる。
したがって、同時吸着が可能か否かを効率よく判断することができる。
【００１１】
さらに、各基準位置移動範囲は吸着可能範囲に基づいて求められているので、ヘッド部の基準位置が前記重なり合う領域の内側にある場合、基準位置移動範囲が重なり合う吸着ノズルについては、確実に電子部品を吸着することができる。また、複数のノズルでそれぞれが吸着対象とする電子部品を同時に吸着できる場合には必ず基準位置移動範囲が重なり合うので、同時吸着が可能か否かを適切に判断することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品実装装置において、例えば、図３、図５〜図７に示すように、前記判断手段によって基準位置移動範囲が重なり合う領域があると判断した場合に、前記移動手段は基準位置移動範囲が重なり合う領域の中心位置（例えば、同時吸着座標Ｐ：ステップＳ７）に基準位置を移動させることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、複数の吸着ノズルでそれぞれが吸着対象とする電子部品を同時に吸着するときに、基準位置移動範囲が重なり合う領域の中心位置にヘッド部の基準位置を移動させるので、各吸着ノズルについて吸着可能範囲の外周部に位置した状態で電子部品を吸着することがなく、全てに均等なマージンを与えることができる。このため、各吸着ノズルにおいて電子部品をより確実に吸着することができる。また、同時吸着を失敗する可能性が減少するので、実装効率を向上することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電子部品実装装置において、例えば、図２に示すように、前記吸着ノズルの先端部の形状と電子部品が吸着ノズルに吸着される吸着面の範囲とを対応付けたノズル情報を予め記憶した記憶手段が（例えば、記憶部７）が設けられ、前記吸着可能範囲演算手段は、前記ノズル情報に基づいて前記吸着可能範囲を求めることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、ノズル情報として予め吸着ノズルの先端部の形状と吸着可能な電子部品の吸着面の範囲とが対応付けられて記憶手段に記憶されているので、ノズル情報から容易に吸着可能範囲を求めることができる。よって、複数の吸着ノズルで複数の電子部品を同時吸着可能か否かを効率よく判断することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、電子部品を吸着する吸着ノズルを複数有するヘッド部と、電子部品を所定の部品供給位置において各吸着ノズルに対して吸着されるように供給する電子部品供給部と、ヘッド部を移動させる移動手段とを備えた電子部品実装装置を用いて電子部品を実装する際に、各吸着ノズルの取付位置を、予め設定されたヘッド部の基準となる基準位置と対応付けて検出するノズル位置検出工程（例えば、ステップＳ１）と、各部品供給位置を検出する部品供給位置検出工程（例えば、ステップＳ２）と、部品供給位置検出工程によって検出された各部品供給位置において、吸着ノズルが電子部品を吸着することが可能な範囲を求める吸着可能範囲演算工程（例えば、ステップＳ３）と、前記吸着可能範囲演算工程によって求められた各吸着可能範囲に、吸着ノズルを移動手段により移動させた場合に、それぞれの吸着ノズルについて前記基準位置が移動する範囲を求める基準位置移動範囲演算工程（例えば、ステップＳ４）と、前記基準位置移動範囲演算工程によって求められた各吸着ノズルについての基準位置移動範囲が重なり合う領域があるか否かを判断する判断工程（例えば、ステップＳ５）とが設けられ、前記判断工程によって重なり合う領域があると判断した場合には、前記重なり合う領域の内側に前記基準位置が位置するように前記移動手段によりヘッド部を移動し、基準位置移動範囲が重なり合う各吸着ノズルにより電子部品を同時に吸着する（例えば、ステップＳ７）ことを特徴とする電子部品実装方法
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、ヘッド部が有する複数の吸着ノズルで、複数の電子部品供給部の供給位置に配置される電子部品を吸着する際に、各吸着ノズルについて求めた基準位置移動範囲が重なり合う領域があると、ヘッド部をこの重なり合う領域の内側に基準位置が位置する様に移動させれば、基準位置移動範囲が重なり合う吸着ノズルについては同時に電子部品を吸着することができる。また、基準位置移動範囲が重なり合う領域がない場合は、ヘッド部をある吸着ノズルについて求めた基準位置移動範囲に移動させても、その吸着ノズルが吸着対象とする電子部品しか吸着できない。したがって、基準位置移動範囲が重なり合う領域があるか否かを判断することにより、あるヘッド部の移動位置において複数のノズルでそれぞれが吸着対象とする電子部品を同時に吸着可能であるか否かを同時に判断することができる。
【００１８】
また、同時吸着が可能か否かを各吸着ノズルの基準位置移動範囲が重なり合う領域があるか否かによって判断することができるので、ヘッド部に取り付けられる吸着ノズルの数が多い場合でも判断が容易である。また、基準位置移動範囲が重なり合う領域は、同時吸着時の基準位置を移動させる吸着座標となるので、同時吸着可能か否かを判断すると同時に吸着座標を求めることができる。
したがって、同時吸着が可能か否かを効率よく判断することができる。
【００１９】
さらに、各基準位置移動範囲は各吸着ノズルの吸着可能範囲に基づいて求められているので、基準位置が前記重なり合う領域の内側にある場合、基準位置移動範囲が重なり合う吸着ノズルについては、確実に電子部品を吸着することができる。また、複数のノズルでそれぞれが吸着対象とする電子部品を同時に吸着できる場合には必ず基準位置移動範囲が重なり合うので、同時吸着が可能か否かを適切に判断することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の電子部品実装装置及び電子部品実装方法にかかる実施の形態について詳細に説明する。
図１および図２に示すように電子部品実装装置１は、基台１１と、基台１１上に設置され回路基板２を一方向（図中に示すＸ方向）に搬送する搬送部１２と、搬送された回路基板２上に複数の電子部品を実装する実装部３と、実装部３に電子部品を供給する電子部品供給部４と、実装部３及び電子部品の状態を確認可能な認識部５（認識手段）とを備えている。
【００２１】
実装部３は、電子部品を吸着保持し、回路基板２上の所定の位置で吸着解除することにより電子部品を実装する３本の吸着ノズル３１、３２、３３と、これらの吸着ノズル３１、３２、３３を支持するとともに上下動および回動させるヘッド部３５と、ヘッド部３５を水平移動させる移動機構３６（移動手段）とを備えている。
【００２２】
吸着ノズル３１、３２、３３は、ヘッド部３５に脱着自在に取り付けられる。吸着ノズル３１、３２、３３は、先端部を電子部品の吸着面に当接させて電子部品を吸着する。また、吸着ノズル３１、３２、３３の先端部の形状やノズル径は、それぞれが吸着することのできる電子部品の縦横寸法や厚み、質量等によって異なっている。すなわち、吸着ノズル３１、３２，３３の種類が異なると吸着可能な電子部品の種類が異なり、生産する回路基板が変更になると実装する電子部品に適合する吸着ノズルが選定されて取り付けられる。
なお、以下において、３本の吸着ノズル３１、３２、３３を便宜的に第１の吸着ノズル３１、第２の吸着ノズル３２、第３の吸着ノズル３３とする。
【００２３】
移動機構３６は、ヘッド部３５をＸ方向に移動自在に支持するＸガイド軸３６ａと、Ｘガイド軸３６ａをＹ方向に移動自在に支持するＹガイド軸３６ｂ等とから構成されている。Ｙガイド軸３６ｂは基台１１上においてＹ方向に延在して配設されている。
Ｘガイド軸３６ａがＹ軸モータ（図示略）によってＹガイド軸３６ｂに沿って駆動されることでＹ方向に移動する。ヘッド部３５は、Ｘ軸モータ（図示略）によってＸガイド軸３６ａに沿ってＸ方向に移動する。
以上の機構により、ヘッド部３５が電子部品供給部４から回路基板２までの範囲において、水平移動する。
【００２４】
電子部品供給部４は、基台１１上に設けられた電子部品供給エリア４０に回路基板２の搬送方向に並列して数十本が脱着自在に取り付けられる。
電子部品供給部４には、同一種類の電子部品を多数収容したテープリール４５が装着されている。電子部品供給部４において電子部品切れが発生すると、電子部品供給部４は電子部品供給エリア４０から取り外され、新たなテープリール４５が装着される。
なお、電子部品供給部４は実装部３が実装する電子部品の種類毎に少なくとも一つ設けられ、１種類の電子部品につき複数の電子部品供給部４が設けられてもよい。
【００２５】
図５は、各電子部品供給部４の部品供給位置４１、４２、４３に電子部品８１、８２、８３が配置された状態を示したものである。
各吸着ノズル３１、３２、３３は、各電子部品供給部４の部品供給位置４１、４２、４３上に移動機構３６により移動させられて、配置された電子部品８１、８２、８３の吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃに先端部を当接させて吸着する。この吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃとは、吸着ノズル３１、３２、３３が電子部品８１、８２、８３を吸着する際の吸着中心３１ａ、３２ｂ、３３ｃ（図４参照）がこの吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃの内側に当接すると、確実に電子部品８１，８２、８３を吸着することができる面を指す。吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃは一定の範囲（形状、面積）を有し、同一種類の電子部品であっても、その電子部品を吸着する吸着ノズルの種類が異なると吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃの範囲は異なる。
【００２６】
なお、電子部品供給エリア４０に電子部品供給部４が取り付けられる位置は全て等しくなるように設計されている。しかし、電子部品供給部４は生産準備時や部品補給時などに取り外されたり取り付けられたりするので、図５に誇張して示すように、各部品供給位置４１、４２、４３に誤差が生じる。
【００２７】
認識部５には、ヘッド部３５に取り付けられたカメラ５１と基台１１に設けられたカメラ５２とが接続されている（図２参照）。
ヘッド部３５に取り付けられたカメラ５１はヘッド部３５の水平移動とともに移動し、図５に示す各電子部品供給部４の各部品供給位置４１、４２、４３の配置状態等を撮影することができる。
【００２８】
また、基台１１に設けられたカメラ５２は、ヘッド部３５に取り付けられた各吸着ノズル３１、３２、３３の取付位置や電子部品供給部４の部品供給位置４１、４２、４３において各吸着ノズル３１、３２、３３が電子部品８１、８２、８３を吸着したときの吸着状態等を撮影することができる。
【００２９】
認識部５は、カメラ５１およびカメラ５２から入力された各種の画像データのデータ処理を行う。
【００３０】
また、電子部品実装装置１には、上記した基台１１、搬送部１２、実装部３、電子部品供給部４、認識部５に加えて、図２に示す制御部６と、記憶部７とを備え、制御部６は各部とそれぞれ接続されている。
【００３１】
制御部６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等を備え、ＣＰＵにおいて、ＲＡＭの所定領域を作業領域としてＲＯＭまたは記憶部７に記憶されている各種制御プログラムに従い、各部に制御信号を送って電子部品実装装置１の動作全般を制御する。
【００３２】
記憶部７はＥＰＲＯＭ等の不揮発メモリなどから構成されている。記憶部７には、ＮＣデータ７１、装置組み付け情報７２、部品情報７３、ノズル情報７４、部品供給座標情報７５等の各種の情報が記憶される。
【００３３】
ＮＣデータ７１は、電子部品８１、８２、８３の実装順序、実装位置等を備えたプログラムデータであり、予め記憶部７に記憶されている。
【００３４】
装置組み付け情報７２は、電子部品実装装置１の各部の組み付け位置等に関する各種データを含む。
【００３５】
部品情報７３は、実装される電子部品８１、８２、８３の種類、電子部品８１、８２、８３の種類に応じて決まる縦横寸法や厚み、質量、平面視における中心位置、重心位置等、電子部品８１、８２、８３に係る各種データを含む。これらの部品情報７３は予め記憶部７に記憶されている。
【００３６】
ノズル情報７４には、吸着ノズル３１、３２、３３の先端部の形状と各吸着ノズル３１、３２、３３が吸着可能な電子部品８１、８２、８３の吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃの形状とを対応付けた対応付けデータが含まれる。
対応付けデータは、吸着ノズル３１、３２、３３の先端部の形状毎に吸着することができる電子部品８１、８２、８３の種類やその吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃの形状等を実験値として求めておき、予め記憶部７に記憶させておく。
すなわち、使用する吸着ノズル３１、３２、３３の種類が決まり、吸着しようとしている電子部品８１、８２、８３の種類と、各電子部品８１、８２、８３が配置される部品供給位置４１、４２、４３が決定すると、ノズル情報７４から電子部品の吸着面８１ａ，８２ｂ，８３ｃを求めることができる。
【００３７】
部品供給座標情報７５は、電子部品供給部４の部品供給位置４１、４２、４３に配置される電子部品８１、８２、８３を各吸着ノズル３１、３２、３３が最適に吸着することのできる座標を示したものである。この座標は各電子部品８１，８２、８３毎に部品供給座標７５ａ，７５ｂ，７５ｃとして求められて記憶される。なお、それぞれの部品供給座標７５ａ、７５ｂ、７５ｃは、各部品供給位置４１、４２、４３に配置された各電子部品８１、８２、８３の吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃの中心位置に該当する。
【００３８】
上記した電子部品実装装置１では、ヘッド部３５を電子部品供給部４の供給位置４１、４２、４３の上方のある位置に移動させた場合に、第１の吸着ノズル３１、第２の吸着ノズル３２、第３の吸着ノズル３３がそれぞれ吸着対象とする第１の電子部品８１、第２の電子部品８２、第３の電子部品８３（図５参照）の吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃに先端部を当接して吸着することができるか否か、すなわち、電子部品８１、８２、８３を同時に吸着することができるか否かを判断する同時吸着の判定処理が制御部６により実行される。
以下に、図３に示すフローチャート３に基づいて、同時吸着の判定処理の際の制御部６の動作について説明する。
【００３９】
同時吸着の判定処理が開始されると、制御部６は、まず、認識部５等を制御して、カメラ５２によりヘッド部３５に取り付けられた第１の吸着ノズル３１、第２の吸着ノズル３２、第３の吸着ノズル３３がヘッド部３５に取り付けられた取付位置や先端部の形状等を認識する。
そして、予め設定した所定の位置、例えばヘッド部３５に取り付けられたカメラ５１の中心位置等を基準位置Ｏとし、この基準位置Ｏに対する各吸着ノズル３１、３２、３３が電子部品８１、８２、８３を吸着する時の吸着中心３１ａ、３２ｂ、３３ｃ（図４参照）の相対位置を求め、記憶部７に記憶させる（ステップＳ１）。
【００４０】
ここで、吸着中心３１ａ、３２ｂ、３３ｃは、通常、吸着ノズル３１、３２、３３の先端部の中心位置に該当する。また、この値は、ヘッド部３５に吸着ノズル３１、３２、３３を取り付ける毎に変更すると考えられるため、ステップＳ１は吸着ノズル３１、３２、３３を取り付ける時に実行される。
【００４１】
なお、図４では、基準位置Ｏから各吸着ノズル３１、３２、３３に向かうベクトルをそれぞれベクトルＶ１、ベクトルＶ２、ベクトルＶ３として示している。
【００４２】
次に、ステップＳ２において、制御部６は、認識部５等を制御して、カメラ５１を電子部品供給部４の上方に移動させて、部品供給位置４１、４２、４３及び電子部品８１、８２、８３が配置された状態（図５参照）を撮影する。そして、撮影された画像情報を認識部５において画像処理することにより、各部品供給位置４１、４２、４３を求め、記憶部７に記憶する。
【００４３】
なお、部品供給位置４１、４２、４３は、電子部品供給部４を電子部品供給エリア４０に取り付けた時に確定すると考えられるので、ステップＳ２は実装準備完了時又は電子部品供給部４に電子部品８１、８２、８３を補給する時などに実行される。すなわち、電子部品供給部４の取付位置が変更した場合にのみステップＳ２を実行する。
【００４４】
次に、ステップＳ３では、制御部６は、前記部品情報７３及びノズル情報７４を読み出す。そして、ステップＳ２において求められた部品供給位置４１、４２、４３において各電子部品８１、８２、８３の吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃが占める範囲及び位置を求める（図５参照）。このように、部品供給位置４１、４２、４３における各電子部品８１、８２、８３の吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃの占める範囲および位置を求めることにより、これらの電子部品８１、８２、８３を各吸着ノズル３１、３２、３３がそれぞれ吸着する際にヘッド部３５を移動すべき範囲を求めることができる。なお、以下において、電子部品供給位置４１、４２、４３における電子部品８１、８２、８３の吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃが占める範囲を、吸着ノズル３１、３２、３３の吸着中心３１ａ、３２ｂ、３３ｃがその位置に移動すると電子部品を吸着することが可能な範囲、すなわち吸着可能範囲８１ａ、８２ｂ、８３ｃということにする。
【００４５】
次に、ステップＳ４では、制御部６は、ステップＳ１において求めた吸着中心３１ａ、３２ｂ、３３ｃと基準位置Ｏとの位置関係に基づいて、ステップＳ３において求められた吸着可能範囲８１ａ、８２ｂ、８３ｃの内側に各吸着ノズル３１、３２、３３の吸着中心３１ａ、３２ｂ、３３が位置するようにヘッド部３５を移動させた場合に、ヘッド部３５の移動に伴ってヘッド部３５の基準位置Ｏが移動する範囲を各吸着ノズル３１、３２、３３毎に求める（図５および図６参照）。
上記のようにして求めたヘッド部３５の基準位置Ｏが移動する範囲を、以下、基準位置移動範囲９１ａ、９２ｂ、９３ｃという。
【００４６】
なお、図５にベクトル−Ｖ１、ベクトル−Ｖ２、ベクトル−Ｖ３として示したのは、図４に示したベクトルＶ１、ベクトルＶ２、ベクトルＶ３の逆ベクトルである。すなわち、各吸着ノズル３１、３２、３３毎に求めた基準位置移動範囲９１ａ、９２ｂ、９３ｃは、それぞれ各吸着可能範囲８１ａ、８２ｂ、８３ｃをベクトルＶ１、ベクトルＶ２、ベクトル３の逆ベクトル量だけ移動させたものに等しい。
【００４７】
次に、ステップＳ５では、制御部６は、各吸着ノズル３１、３２、３３について求めた基準位置移動範囲９１ａ、９２ｂ、９３ｃにおいて、全てが重なり合う領域９５（図６参照）があるか否かを判断する。
ここで、全ての基準位置移動範囲９１ａ、９２ｂ、９３ｃが重なり合うと、同時吸着が可能であると判断（Ｓ５：Ｙ）して、ステップＳ６に進む。ここで、全ての基準位置移動範囲９１ａ、９２ｂ、９３ｃが重なり合わないと、同時吸着は不可能であると判断して（Ｓ５：Ｎ）ステップＳ８に進む。以下、重なり合う領域９５を同時吸着領域９５という。
【００４８】
なお、この同時吸着領域９５の内側に基準位置Ｏが位置するようにヘッド部３５を移動させると、各吸着ノズル３１、３２、３３の吸着中心３１ａ、３２ｂ、３３ｃは部品供給位置４１、４２、４３の上方においてそれぞれの吸着可能範囲８１ａ、８２ｂ、８３ｃの内側に位置することになる。また、全ての基準位置移動範囲が重なり合う領域９５がない場合は、基準位置Ｏが重なり合う領域９５の内側に位置するようにヘッド部３５を移動させても、少なくとも一つの吸着ノズルについては、その吸着中心が吸着可能範囲の外側に位置することになる。したがって、同時吸着領域９５があるか否かを判断することにより、同時吸着が可能か否かを判断することができる。
【００４９】
ステップＳ６では、制御部６は、同時吸着領域９５の中心位置を同時吸着座標Ｐとして求め、ステップＳ７に進む。
【００５０】
ステップＳ７では、第１吸着ノズル３１、第２吸着ノズル３２、第３吸着ノズル３３でそれぞれ第１電子部品８１、第２電子部品８２、第３電子部品８３を吸着する際には、基準位置Ｏを同時吸着座標Ｐに移動させて、各吸着ノズル３１、３２、３３が各電子部品８１、８２、８３を同時に吸着するように制御する。ステップＳ７が終了すると、同時吸着の判定処理が終了となる。
【００５１】
ステップＳ８では、それぞれの基準位置移動範囲９１ａ、９２ｂ、９３ｃのうち、いずれかが重なり合う領域９６（図７参照）があるか否かを判断する。以下、いずれかの基準位置移動範囲が重なり合う領域を一部同時吸着領域９６と言う。ステップＳ８において、一部同時吸着領域９６があると判断する（Ｓ８：Ｙ）と、ステップＳ９に進み、一部同時吸着領域９６がないと判断する（Ｓ８：Ｎ）とステップＳ１１に進む。
【００５２】
なお、一部同時吸着領域９６がある場合には、基準位置Ｏが一部同時吸着領域９６の内側に位置するようにヘッド部３５を移動させると、一部の吸着ノズル３１、３２については、その吸着中心３１ａ、３２ｂがそれぞれの吸着可能範囲８１ａ、８２ｂの内側に位置する。したがって、一部同時吸着領域９６があるか否かを判断することにより、一部の吸着ノズル３１、３２で電子部品８１、８２を同時に吸着することが可能か否かを判断することができる。
【００５３】
ステップＳ９では、制御部６は、一部同時吸着領域９６の中心位置を一部同時吸着座標Ｑとして検出し、ステップＳ１０に進む。
【００５４】
ステップＳ１０では、第１吸着ノズル３１、第２吸着ノズルについては一部同時吸着を行い、第３吸着ノズルについては個別に第３電子部品８３を吸着するように制御する。すなわち、第１吸着ノズル、第２吸着ノズルについては、基準位置Ｏが一部同時吸着座標Ｑに位置するようにヘッド部３５を移動して、第１吸着ノズル３１、第２吸着ノズル３２でそれぞれ第１電子部品８１、第２電子部品８２を同時に吸着するように制御する。第３吸着ノズル３３については、記憶部７から部品供給座標７５ｃを読み出し、第３吸着ノズル３３の吸着中心３３ｃが部品供給座標７５ｃに位置するようにヘッド部３５を移動して、第３電子部品８３を吸着するように制御する。
以上を実行するとステップＳ１０が終了し、同時吸着の判定処理が終了となる。
【００５５】
ステップＳ１１では、第１吸着ノズル３１、第２吸着ノズル３２、第３吸着ノズル３３がそれぞれ電子部品８１、８２、８３を吸着する際には、それぞれ個別に電子部品８１、８２、８３を吸着するように制御する。すなわち、第１の吸着ノズル３１については、記憶部７に記憶された部品供給座標情報７５を読み出して、第１の吸着ノズル３１の吸着中心３１ａが第１の部品供給座標７５ａに位置するようにヘッド部３５を移動させて、第１の電子部品８１を吸着するように制御する。第２の吸着ノズル３２、第３の吸着ノズル３３についてもそれぞれ同様に、各吸着中心３２ｂ、３３ｃがそれぞれ部品供給座標７５ｂ、７５ｃに位置するようにヘッド部３６をそれぞれ移動させて、各電子部品８２、８３を個別に吸着するように制御する。
以上を実行したら、ステップＳ１１は終了し、同時吸着の判定処理が終了となる。
【００５６】
制御部６は、同時吸着の判定処理を終了すると、上記の同時吸着の判定処理結果に基づいて、記憶部７からＮＣデータ７１等を読み出し、実装部３を制御して各吸着ノズル３１、３２、３３に電子部品８１、８２、８３を吸着させて回路基板２上に実装を開始する。
なお、ステップＳ１０あるいはステップＳ１１において、個別に電子部品を吸着する吸着ノズルについて、当該吸着ノズルが部品供給座標で電子部品を吸着した際の吸着姿勢をカメラ５２等で認識し、制御部６により吸着された電子部品の傾きや偏り等があるか否かを判断し、傾きや偏りがある場合には、それを補正してより最適に電子部品を吸着できるような位置に部品供給座標を補正するとよい。この部品供給座標の補正は、ステップＳ１０又はステップＳ１１において行ってもよいし、実際に電子部品の実装を開始した後に行ってもよい。このように、個別に電子部品を吸着する吸着ノズルの吸着位置を補正することにより、電子部品をより確実に吸着することができる。
【００５７】
本実施の形態によれば、電子部品実装装置１で電子部品を実装する時に、ヘッド部３５をある位置に移動させた時に、各吸着ノズル３１、３２、３３で、各電子部品供給位置４１、４２、４３に配置された電子部品８１、８２、８３を同時に吸着できるか否かを各基準位置移動範囲９１ａ、９２ｂ、９３ｃが全て重なり合う領域９５があるか否かによって容易に判断することができる。
【００５８】
また、同時吸着が可能か否かの判断に要する時間は、ヘッド部３５に取り付けられた吸着ノズル３１、３２、３３についてそれぞれ基準位置移動範囲９１ａ、９２ｂ、９３ｃに応じて決まる。すなわち、ヘッド部３５に取り付けられる吸着ノズルの数をｎとし、各吸着ノズルについて基準位置移動範囲を求めるまでに要する時間をｓとすると、同時吸着が可能か否かを判断するために要する時間は、ｎ×ｓであり、吸着ノズルの数が増加しても処理時間は比例的な増加に留まる。
【００５９】
一方、従来において、あるノズルを基準ノズルとした時に、他のノズルが吸着可能か否かを判断するために要する時間をｓ１とすると、同時吸着が可能か否かを判断するために要する時間は、最短の場合はｎ×ｓ１であるが、基準ノズルの選定によっては最長の場合で、ｎ×（ｎ×ｓ１）となる。
すなわち、従来の方法では、ヘッド部に設けるノズルの数が増大すると処理に要する時間は指数関数的に増大するに比して、本実施の形態によれば、高速に同時吸着が可能か否かを判断することができる。
【００６０】
また、従来の判断方法においては、全てのノズルを基準ノズルとしても、同時吸着座標を見いだせない場合に同時吸着が不可能であると判断していた。このため、ｎ×（ｎ×ｓ１）の時間を要していた。しかし、本実施の形態によれば、ステップＳ５において、同時吸着が可能か否かを同時に求めることができる。
このため、従来のように同時吸着が不可能であると判断するまでに要する時間が、同時吸着が可能であると判断するまでに要する時間よりも長いという事態を避けることができ、効率がよい。
【００６１】
さらに、従来においては、複数のノズルのそれぞれが「最適位置」にはないが、同時吸着可能な範囲になり得るような場合に同時吸着が不可能であると判断していた。一方、本実施の形態では、各吸着ノズル３１、３２、３３の吸着中心３１ａ、３２ｂ、３３ｃが部品供給位置４１、４２、４３において電子部品８１、８２、８３の吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃの内側に位置する場合に、ヘッド部３５の基準位置Ｏが移動する範囲に基づいて同時吸着が可能か否かを判断している。このため、各吸着ノズル３１、３２、３３のそれぞれが吸着可能範囲の内側に位置する場合、すなわち、複数のノズルのそれぞれが「最適位置」にはないが、同時吸着可能な範囲に位置する場合には、必ず同時吸着が可能であると判断することができる。したがって、同時吸着が可能か否かを適切に判断することができ、従来のように、不適切に判断した結果、処理に要する多大な時間が無駄になるという事態を避けることができる。
【００６２】
また、予め、記憶部７に吸着ノズル３１、３２、３３の先端部の形状と、電子部品８１、８２、８３の吸着面８１ａ、８２ｂ、８３ｃの形状等を対応付けたノズル情報７４を記憶させているので、部品供給位置４１、４２、４３において、各吸着ノズル３１、３２、３３が電子部品８１、８２、８３を吸着することが可能な吸着可能範囲８１ａ、８２ｂ、８３ｃを容易に求めることができる。したがって、上記の同時吸着の判定処理を効率よく行うことができる。
【００６３】
また、同時吸着時の同時吸着座標Ｐは、同時吸着可能範囲９５の中心位置であるので、各吸着ノズル３１、３２、３３のいずれにおいても吸着可能範囲８１ａ、８２ｂ、８３ｃの外周部に位置することがなく、全てに均等なマージンを与えることができる。このため、全ての吸着ノズル３１、３２、３３において電子部品８１、８２、８３を確実に吸着させることができる。
【００６４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であることは勿論である。
例えば、本実施の形態では、３本の吸着ノズル３１、３２、３３を備えるものとしたが、これに限定されるものではない。なお、吸着ノズルが４本以上備えられ、一部同時吸着を実施する場合には、それぞれのノズルの基準位置移動範囲が重なり合う領域のうち、最も重なり数の多い領域を一部同時吸着領域とすればよい。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、基準位置移動範囲が重なり合う領域があるか否かを判断することにより、複数のノズルでそれぞれが吸着対象とする電子部品を同時に吸着可能であるか否かを同時に判断することができる。
また、同時吸着が可能か否かを各吸着ノズルの基準位置移動範囲が重なり合う領域があるか否かによって判断することができるので、ヘッド部に取り付けられる吸着ノズルの数が多い場合でも判断が容易である。また、基準位置移動範囲が重なり合う領域は、同時吸着時の基準位置を移動させる吸着座標となるので、同時吸着可能か否かを判断すると同時に吸着座標を求めることができる。
したがって、同時吸着が可能か否かを効率よく判断することができる。
【００６６】
さらに、各基準位置移動範囲は各吸着ノズルが電子部品を吸着する時に、電子部品の吸着可能範囲に基づいて求められているので、基準位置が基準位置移動範囲の重なり合う領域の内側にある場合、基準位置移動範囲が重なり合う吸着ノズルについては、確実に電子部品を吸着することができる。
また、複数のノズルでそれぞれが吸着対象とする電子部品を同時に吸着できる場合には必ず基準位置移動範囲が重なり合うので、同時吸着が可能か否かを適切に判断することができる。
【００６７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果が得られるのは勿論のこと、複数の吸着ノズルでそれぞれが吸着対象とする電子部品を同時に吸着する時に、基準位置移動範囲が重なり合う領域の中心位置にヘッド部の基準位置を移動させるので、各吸着ノズルについて吸着可能範囲の外周部に位置した状態で電子部品を吸着することがなく、全てに均等なマージンを与えることができる。このため、各吸着ノズルにおいて電子部品をより確実に吸着することができる。また、同時吸着を失敗する可能性が減少するので、実装効率を向上することができる。
【００６８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果が得られるのは勿論のこと、ノズル情報として予め吸着ノズルの先端部の形状と吸着可能な電子部品の吸着面の範囲とが対応付けられて記憶手段に記憶されているので、ノズル情報から容易に吸着可能範囲を求めることができる。よって、複数の吸着ノズルで複数の電子部品を同時吸着可能か否かを効率よく判断することができる。
【００６９】
請求項４に記載の発明によれば、基準位置移動範囲が重なり合う領域があるか否かを判断することにより、複数のノズルでそれぞれが吸着対象とする電子部品を同時に吸着可能であるか否かを同時に判断することができる。
また、同時吸着が可能か否かを各吸着ノズルの基準位置移動範囲が重なり合う領域があるか否かによって判断することができるので、ヘッド部に取り付けられる吸着ノズルの数が多い場合でも判断が容易である。また、基準位置移動範囲が重なり合う領域は、同時吸着時の基準位置を移動させる吸着座標となるので、同時吸着可能か否かを判断すると同時に吸着座標を求めることができる。
したがって、同時吸着が可能か否かを効率よく判断することができる。
【００７０】
さらに、各基準位置移動範囲は各吸着ノズルが電子部品を吸着する時に、電子部品の吸着可能範囲に基づいて求められているので、基準位置が基準位置移動範囲の重なり合う領域の内側にある場合、基準位置移動範囲が重なり合う吸着ノズルについては、確実に電子部品を吸着することができる。
また、複数のノズルでそれぞれが吸着対象とする電子部品を同時に吸着できる場合には必ず基準位置移動範囲が重なり合うので、同時吸着が可能か否かを適切に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子部品実装装置の一例を示した斜視図である。
【図２】前記電子部品実装装置の機能的構成を示したブロック図である。
【図３】前記電子部品実装装置において、同時吸着の判定処理を実施する際の動作を示したフローチャートである。
【図４】前記電子部品実装装置のヘッド部に取り付けられた吸着ノズルの吸着中心位置を示した平面図である。
【図５】前記電子部品実装装置に備えられる電子部品供給部の配置状態を示した平面図である。
【図６】前記電子部品実装装置において、同時吸着の判定処理を実施する際に、同時吸着が可能な時の、基準位置移動範囲の重なり状態を示した図である。
【図７】前記電子部品実装装置において、同時吸着の判定処理を実施する際に、一部同時吸着が可能な時の、基準位置移動範囲の重なり状態を示した図である。
【符号の説明】
１　　電子部品実装装置
２　　回路基盤
３　　実装部
３１、３２、３３　吸着ノズル
３１ａ、３２ｂ、３３ｃ　吸着ノズルの位置（吸着中心座標）
３５　ヘッド部
３６　移動手段（移動機構）
４　　電子部品供給部
４１、４２、４３　部品供給位置
５　　ノズル位置検出手段（認識部）
５　　部品供給位置認識手段（認識部）
５　　電子部品吸着状態確認手段（認識部）
６　　吸着可能範囲演算手段（制御部）
６　　基準位置移動範囲演算手段（制御部）
６　　判断手段（制御部）
７　　記憶手段（記憶部）
７４　ノズル情報
８１、８２、８３　電子部品
８１ａ、８２ｂ、８３ｃ　吸着可能範囲、吸着面
９１ａ、９２ｂ、９３ｃ　基準位置移動範囲
９５　重なり合う領域（同時吸着領域）
Ｏ　　基準位置
Ｐ　　重なり合う領域の中心位置（同時吸着座標）
Ｓ１　ノズル位置検出工程
Ｓ２　部品供給位置検出工程
Ｓ３　吸着可能範囲演算工程
Ｓ４　基準位置移動範囲演算工程
Ｓ５　判断工程
【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】
2004022586.tif 000007
【図６】
2004022586.tif 000008
【図７】
2004022586.tif 000009