(57)【要約】【課題】ロータリ形式のマルチノズル型の実装ヘッドを備え高能率で安定した実装動作を実現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。【解決手段】回転軸１８ａ廻りに回転するロータ機構１８に複数の吸着ノズル２０を放射状に配置したロータリ形式のマルチノズル型の複数の実装ヘッド１０Ａ、１０Ｂを備えた電子部品実装装置において、回転軸１８ａの方向を部品供給部４におけるテープフィーダ５の配列方向に一致させ、且つ吸着ノズル２０の軸間距離Ｄをフィーダ配列ピッチｐの複数倍に合わせて部品搭載機構８を構成する。これにより、ピックアップ工程においては複数のテープフィーダ５から同時に複数の電子部品をピックアップでき、部品搭載工程においては、一方の実装ヘッドが搭載動作を行っている間に、他方の実装ヘッドにおいて次回搭載予定の吸着ノズルを動作位置に移動させるノズル切換動作を完了させることができる。【選択図】  図２
2004265886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、第１方向に搬送された前記基板を位置決めする基板位置決め部と、前記部品供給部に第１方向に沿って所定ピッチで配列されたパーツフィーダと、第１方向に合わせて設定された水平な回転軸廻りに公転し前記電子部品を吸着保持可能な複数の吸着ノズルが前記回転軸を中心として放射状に配設された実装ヘッドと、複数の前記実装ヘッドを前記部品供給部と基板位置決め部との間で一体的に移動させるヘッド移動手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
第１方向に搬送された前記基板を位置決めする基板位置決め部と、部品供給部に第１方向に沿って所定ピッチで配列されたパーツフィーダと、第１方向に合わせて設定された水平な回転軸廻りに公転し前記電子部品を吸着保持可能な複数の吸着ノズルが前記回転軸を中心として放射状に配設された実装ヘッドと、複数の前記実装ヘッドを前記部品供給部と基板位置決め部との間で一体的に移動させるヘッド移動手段とを備えた電子部品実装装置によって電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装方法であって、前記複数の実装ヘッドを部品供給部に移動させてそれぞれの吸着ノズルによってパーツフィーダから電子部品を取り出すピックアップ工程と、電子部品を保持した複数の実装ヘッドを前記基板位置決め部に移動させるヘッド移動工程と、複数の実装ヘッドによって各吸着ヘッドに保持された電子部品を順次基板の実装点に搭載する部品搭載工程とを含み、前記部品搭載工程において、一の実装ヘッドにおいて吸着ヘッドを基板に対して昇降させて保持した電子部品を基板に搭載している間に、他の実装ヘッドにおいて次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズルを前記回転軸廻りに公転させることを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項３】
前記ピックアップ工程において、複数の実装ヘッドによって複数のパーツフィーダから同時に電子部品をピックアップすることを特徴とする請求項２記載の電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子部品を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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板に電子部品を実装する電子部品実装装置は、部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する実装ヘッドを備えている。この実装ヘッドの形態として、電子部品を吸着保持する吸着ノズルを複数備えて１回の実装ターンにおいて複数の電子部品を搭載することにより実装効率を向上させるマルチノズル型の実装ヘッドが広く用いられている。
【０００３】
このようなマルチノズル型の実装ヘッドとして、水平な回転軸廻りに回転可能な回転体に複数の吸着ノズルを放射状に配置したロータリ形式のマルチノズル型ヘッドが知られている（例えば特許文献１参照）。このようなロータリ形式を採用することにより、上述のマルチノズル型のメリットに加えて、実装ヘッド自体を移動させることなく複数の吸着ノズルを同一パーツフィーダに順次位置合わせして連続して電子部品のピックアップを行えるという利点がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１３００８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年生産性向上の要請から、上述のロータリ形式のマルチノズル型の実装ヘッドを備えた電子部品実装装置に対しても、実装速度の更なる高速化が求められるようになっている。上記従来の電子部品実装装置において実装速度を高速化するには、吸着ノズルの数を増やして同時に取り出し可能な電子部品を数を増やし、また吸着ノズルの切換時の回転速度を高速化する必要がある。
【０００６】
しかしながら、ロータリ形式においては電子部品を吸着保持した状態の吸着ノズルが間欠回転を行うことから、安定して電子部品を保持するためには回転時の周速度に制約があり、吸着ノズル数の増大や回転速度の高速化には限界があった。
【０００７】
そこで本発明は、ロータリ形式のマルチノズル型の実装ヘッドを備え、高能率で安定した実装動作を実現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を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装装置は、部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、第１方向に搬送された前記基板を位置決めする基板位置決め部と、前記部品供給部に第１方向に沿って所定ピッチで配列されたパーツフィーダと、第１方向に合わせて設定された水平な回転軸廻りに公転し前記電子部品を吸着保持可能な複数の吸着ノズルが前記回転軸を中心として放射状に配設された実装ヘッドと、複数の前記実装ヘッドを前記部品供給部と基板位置決め部との間で一体的に移動させるヘッド移動手段とを備えた。
【０００９】
請求項２記載の電子部品の電子部品実装方法は、第１方向に搬送された前記基板を位置決めする基板位置決め部と、部品供給部に第１方向に沿って所定ピッチで配列されたパーツフィーダと、第１方向に合わせて設定された水平な回転軸廻りに公転し前記電子部品を吸着保持可能な複数の吸着ノズルが前記回転軸を中心として放射状に配設された実装ヘッドと、複数の前記実装ヘッドを前記部品供給部と基板位置決め部との間で一体的に移動させるヘッド移動手段とを備えた電子部品実装装置によって電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装方法であって、前記複数の実装ヘッドを部品供給部に移動させてそれぞれの吸着ノズルによってパーツフィーダから電子部品を取り出すピックアップ工程と、電子部品を保持した複数の実装ヘッドを前記基板位置決め部に移動させるヘッド移動工程と、複数の実装ヘッドによって各吸着ヘッドに保持された電子部品を順次基板の実装点に搭載する部品搭載工程とを含み、前記部品搭載工程において、一の実装ヘッドにおいて吸着ヘッドを基板に対して昇降させて保持した電子部品を基板に搭載している間に、他の実装ヘッドにおいて次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズルを前記回転軸廻りに公転させる。
【００１０】
請求項３記載の電子部品の電子部品実装方法は、請求項２記載の電子部品の電子部品実装方法であって、前記ピックアップ工程において、複数の実装ヘッドによって複数のパーツフィーダから同時に電子部品をピックアップする。
【００１１】
本発明によれば、複数の実装ヘッドによって各吸着ヘッドに保持された電子部品を順次基板の実装点に搭載する部品搭載工程において、一の実装ヘッドにおいて吸着ヘッドを基板に対して昇降させて保持した電子部品を基板に搭載している間に、他の実装ヘッドにおいて次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズルを回転軸廻りに公転させて、次回搭載動作のためのノズル切換を完了させておくことにより、ロータリ形式のマルチノズル型の実装ヘッドを備えた電子部品実装装置によって高能率で安定した実装動作を実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装ヘッドの正面図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装ヘッドの側面図、図４、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装ヘッドの正面図である。
【００１３】
まず、図１を参照して電子部品実装装置の全体構成を説明する。図１において、基台１の中央にはＸ方向（第１方向）に搬送路２が配設されている。搬送路２は基板３をＸ方向に搬送し、電子部品の実装位置に位置決めする基板位置決め部となっている。搬送路２の両側方には、部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４には複数のパーツフィーダであるテープフィーダ５がＸ方向に沿って所定ピッチで配列されている。テープフィーダ５はテープに保持された電子部品を収納し、このテープをピッチ送りすることにより電子部品を供給する。
【００１４】
基台１の両端部上にはＹ軸テーブル６Ａ，６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６Ａ、６Ｂ上には２台のＸ軸テーブル７Ａ，７Ｂが架設されている。Ｙ軸テーブル６Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル６Ｂを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＢがＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル７Ａ，７Ｂには、それぞれ部品搭載機構８および部品搭載機構８と一体的に移動するカメラ９が装着されている。
【００１５】
Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂをそれぞれ組み合わせて駆動することにより、部品搭載機構８は後述する複数の実装ヘッドおよびカメラ９とともに水平移動し、それぞれの部品供給部４から電子部品を実装ヘッドに備えられた吸着ノズルによってピックアップし、搬送路２に位置決めされた基板３上に移送搭載する。Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂは、複数の実装ヘッドを部品供給部４と基板位置決め部との間で一体的に移動させるヘッド移動手段となっている。実装ヘッドとともに基板３上に移動したカメラ９は、基板３を撮像して位置を認識する。
【００１６】
次に図２、図３を参照して部品搭載機構８について説明する。図２に示すように、部品搭載機構８は、複数（本実施の形態では２つ）の実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂを一体移動可能に並設した構成となっており、実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂの配列間隔は、それぞれに備えられた吸着ノズル２０の軸間距離Ｄが、部品供給部４におけるテープフィーダ５の配列ピッチｐの複数倍の距離に一致するように設定されている。
【００１７】
実装ヘッド１０Ａ（１０Ｂ）について説明する。図３に示すように、Ｘ軸テーブル７Ａ（７Ｂ）の移動プレート１１には、ガイドレール１２が垂直に配設されており、ガイドレール１２にスライド自在に嵌合したスライダ１３は昇降ブロック１４に固着されている。昇降ブロック１４は、Ｚ軸モータ１５および送りねじ１６を組み合わせた昇降機構によって昇降する。
【００１８】
昇降ブロック１４の下部の側面には、Ｘ方向に合わせて設定された水平な回転軸１８ａ（図２参照）廻りに回転自在なロータ機構１８が設けられている。ロータ機構１８には、回転軸１８ａを中心として複数の吸着ノズル２０が放射状の等配位置に配設されており、ロータ回転機構１９によってロータ機構１８を回転駆動することにより、各吸着ノズル２０はＸ方向と直交する垂直面（ＹＺ面）内において吸着孔を外向きにした装着姿勢で公転する。これにより、複数の吸着ノズル２０のうちの特定ノズルを所望の動作位置に移動させるノズル切換動作が行われる。
【００１９】
ロータ機構１８の最下端位置は部品吸着・搭載位置となっており、部品吸着動作においては、図３に示すように、まず部品吸着・搭載位置をテープフィーダ５の部品ピックアップ位置５ａに位置合わせし、ロータ機構１８を回転させて部品吸着対象の吸着ノズル２０をロータ機構１８の下端部に移動させる。これにより、当該吸着ノズル２０は吸着孔を下方に向けた姿勢で部品ピックアップ位置５ａの上方に位置する。
【００２０】
そしてこの状態でＺ軸モータ１５を駆動して昇降ブロック１４を昇降させることにより、吸着ノズル２０は部品ピックアップ位置５ａから電子部品Ｐを真空吸着して保持する。ここで図２に示すように、実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂの吸着ノズル２０の軸間距離Ｄはテープフィーダ５の配列ピッチｐの複数倍になっていることから、２つの実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂをそれぞれテープフィーダ５に対して同時に位置合わせすることができ、一体的に移動する実装ヘッドヘッド１０Ａ，１０Ｂによる複数部品同時吸着が可能となっている。
【００２１】
この状態でロータ機構１８を回転させることにより、電子部品Ｐを吸着保持した吸着ノズル２０は順次上方へ移動する。そしてこの吸着ノズル２０がロータ機構１８の上端部に到達することにより、保持された電子部品Ｐは上向き姿勢となる。ロータ機構１８の上端部は部品認識位置となっており、部品認識位置に到達した電子部品Ｐは、上方に配置された部品認識カメラ１７によって認識される。
【００２２】
吸着ノズル２０は、ロータ機構１８に内蔵されたノズルθ軸機構（図示省略）によってノズル軸廻りに回転するようになっており、吸着ノズル２０に保持された電子部品を基板３に搭載する際には、部品認識カメラ１７による認識結果に基づいて吸着ノズル２０をノズル軸廻りに回転させ、電子部品のノズル軸廻り回転方向の位置ずれを補正する。
【００２３】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、次にこの電子部品実装装置による実装動作について図４，図５を参照して説明する。まず図４（ａ）に示すように、実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂを備えた部品搭載機構８を部品供給部４に移動させ、実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂをそれぞれテープフィーダ５に位置合わせする。
【００２４】
次いで図４（ｂ）に示すように、実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂのそれぞれの吸着ノズル２０をテープフィーダ５に対して昇降させることにより、図４（ｃ）に示すように、それぞれの吸着ノズル２０によってテープフィーダ５から電子部品Ｐをピックアップする（ピックアップ工程）。このピックアップ工程においては、複数の実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂによって、複数のテープフィーダ５から同時に電子部品Ｐをピックアップする。
【００２５】
この後、ノズル切換のためのロータ回転動作が行われる。すなわち、図４（ｄ）に示すように、実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂにおいてそれぞれロータ機構１８を回転させて、次のピックアップ動作を行う予定の吸着ノズル２０を公転させて、部品吸着・搭載位置に移動させる。この動作とともに、部品搭載機構８を移動させて次にピックアップ対象となる電子部品を保持したテープフィーダ５に対して移動させ、前述のピックアップ動作を反復実行する。このノズル切換動作とピックアップ動作を所定回数反復することにより、部品搭載機構８の実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂの複数の吸着ノズル２０には、それぞれ所定の電子部品が保持される。
【００２６】
この後、部品搭載動作に移行するすなわち、図５（ａ）に示すように、吸着ノズル２０に電子部品Ｐを保持した実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂを、搬送路２に位置決めされた基板３上に移動させる（ヘッド移動工程）。そして各吸着ノズル２０に保持された電子部品Ｐを、順次基板３の実装点に搭載する（部品搭載工程）。
【００２７】
この部品搭載工程においては、まず図５（ｂ）に示すように、実装ヘッド１０Ａ（一の実装ヘッド）において吸着ノズル２０を基板３に対して下降させ、電子部品Ｐを基板３に着地させる。実装ヘッド１０Ａがこの部品搭載動作を行っている間に、図５（ｃ）に示すように実装ヘッド１０Ｂ（他の実装ヘッド）においては、ロータ機構１８により次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズル２０を回転軸１８ａ（図２参照）廻りに公転させて部品吸着・搭載位置まで移動させるノズル切換動作が行われる。
【００２８】
そしてノズル切換動作を完了した実装ヘッド１０Ｂは、図５（ｄ）に示すように当該吸着ノズル２０に保持された電子部品Ｐを基板３に搭載する。実装ヘッド１０Ｂがこの部品搭載動作を行っている間には、実装ヘッド１０Ａにおいては上述と同様のノズル切換動作が行われ、次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズル２０が部品吸着・搭載位置まで移動する。以後同様の部品搭載工程が継続され、一方の実装ヘッドにおいて電子部品Ｐを基板３に搭載している間に、他方の実装ヘッドでは次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズルを部品吸着・搭載位置に移動させるノズル切換動作が行われる。
【００２９】
上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装装置においては、部品供給部４と搬送路２に位置決めされた基板３との間を移動する部品搭載機構８に、複数の吸着ノズル２０を備えたロータリ形式のマルチノズル型の実装ヘッドを複数基備えるようにしている。
【００３０】
これにより、１つの実装ヘッドに装備される吸着ノズル数を増加させることなく、あるいはノズル切換え動作時のロータ機構１８の回転速度を増大させることなく、部品搭載機構８が部品供給部４と基板３との間を往復する１実装ターンにおいて取り出す部品数を増大させることができる。したがって、ノズル切り換え時のロータ機構の周速度を過大に設定する必要がなく、周速度が高速化することによって生じる部品の脱落や位置ずれなどの不具合を招くことなく、高能率で安定した実装動作を実現できる。
【００３１】
また複数の実装ヘッドを一体移動可能に配置するに際しては、ロータ機構１８の回転軸１８ａを部品供給部４におけるテープフィーダ５の配列方向に合わせて設定していることから、複数の実装ヘッドをロータ機構相互の位置的な干渉を招くことなく近接して配置することが可能となっている。
【００３２】
なお上記実施の形態においては、部品搭載機構８に、２つの実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂを設ける例を示したが、図６に示すように、３つの実装ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを備えた部品搭載機構８Ａを用いるようにしてもよい。この場合においても、各実装ヘッド間の吸着ノズル２０の軸間距離Ｄ１は、部品供給部４におけるテープフィーダ５の配列ピッチの複数倍に設定される。
【００３３】
また上記実施の形態においては、吸着ノズル２０の昇降を各実装ヘッド毎に設けられたＺ軸モータ１５によって行う例を示しているが、ロータ機構１８内にノズル昇降機構を内蔵して、部品吸着位置にある吸着ノズル２０をロータ機構１８に対して昇降するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の実装ヘッドによって各吸着ヘッドに保持された電子部品を順次基板の実装点に搭載する部品搭載工程において、一の実装ヘッドにおいて吸着ヘッドを基板に対して昇降させて保持した電子部品を基板に搭載している間に、他の実装ヘッドにおいて次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズルを回転軸廻りに公転させて、次回搭載動作のためのノズル切換を完了させておくようにしたので、ロータリ形式のマルチノズル型の実装ヘッドを備えた電子部品実装装置によって高能率で安定した実装動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装ヘッドの正面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装ヘッドの側面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装ヘッドの正面図
【符号の説明】
３  基板
４  部品供給部
５  テープフィーダ
７Ａ、７Ｂ  Ｘ軸テーブル
８、８Ａ  部品搭載機構
１０Ａ、１０Ｂ  実装ヘッド
１４  昇降ブロック
１８  ロータ機構
１８ａ  回転軸
２０  吸着ノズル
【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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