(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降自在な複数本のノズルを有する装着ヘッドを移動させて、部品供給部から前記ノズルに電子部品を吸着させ、その吸着されている電子部品の姿勢を認識し補正した後、その姿勢が補正された電子部品を基板のそれぞれの位置に、前記ノズルを待機位置から下降させることで実装する電子部品実装方法において、
電子部品が既に実装されている基板にさらに前記ノズルに吸着されている電子部品を装着するに際して、前記基板に対する前記ノズルの待機位置の高さを、予め設定されている前記ノズルの待機位置の高さから、既に前記基板に実装されている電子部品における最高の部品高さに前記基板の装着対象となる全ての種類の電子部品における最高部品高さもしくは前記ノズルに吸着されている電子部品における最高の部品高さを加え、さらに微小寸法を加えた高さに再設定し、その再設定した待機位置まで前記ノズルを下げた上で、前記再設定した待機位置から前記ノズルを下降させることで電子部品の実装作業を行うとともに、
前記装着ヘッドを移動させて電子部品を前記基板上に連続して実装するに際して、全ノズルが前記基板の上方に位置することを判定し、全ノズルが前記基板の上方に位置する場合のみ、前記再設定したノズルの待機位置の高さを保って前記装着ヘッドをＸＹ方向に移動させ、少なくとも一部のノズルが前記基板の上方に位置しない場合には、前記再設定したノズルの待機位置の高さよりも高い位置を保ちながら前記装着ヘッドをＸＹ方向に移動させ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】
本発明は電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、図面を参照しながら、従来の電子部品実装機について説明する。
図７は従来の電子部品実装機を示すものである。
図７において１は電子部品を吸着装着するノズルを複数本有する装着ヘッド、２は装着ヘッド１をＸ方向に駆動するＸロボット、３、４は装着ヘッド１をＹ方向に駆動するＹロボットである。
【０００３】
装着ヘッド１は予め設定されたＮＣデータに基づいて、カセット供給部５、またはトレイ部品供給部６から電子部品を吸着してから、前側にある認識センサ７または後側にある認識センサ８上へ移動する。この際、認識センサ７、８は、装着ヘッド１のノズルにて保持している電子部品の姿勢を認識し、電子部品の吸着姿勢に基づきＸ，Ｙ，θ方向のずれ量から補正量を算出する。この後、前記認識補正により算出したＸ、Ｙ、θ方向の補正量を加味しながら装着ヘッド１は、電子部品を実装しようとするプリント基板Ｐ（図９参照）が設置されている基板テーブル９上に移動し、基板Ｐのそれぞれの位置に電子部品を実装する。
【０００４】
図８は装着ヘッド１の構成を示すものである。装着ヘッド１は、それぞれ同じ機能を有する第１〜第４のヘッドノズル１１、１２、１３、１４を備え、各ヘッドノズル１１、１２、１３、１４のノズル１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａは昇降自在とされ、昇降した際の吸着動作の有無で電子部品の実装動作を行うものである。
【０００５】
図９は従来の電子部品実装機による基板テーブル９上での装着動作を概略的に示したものである。
まず、図９（ａ）に示すように、これから実装しようとしている電子部品を各ノズル１１ａ〜１４ａにて吸着している状態で、第１のノズル１１ａにより吸着している電子部品Ｍ１を装着する位置に装着ヘッド１を移動させる。このとき、各ノズル１１ａ〜１４ａの待機位置高さは、予め設定された待機位置高さｈ１にある。この際の待機位置高さｈ１は、どのような電子部品を装着する際でも、吸着した電子部品が基板Ｐや、基板Ｐ上の電子部品に接触しないように、実際に装着されるかどうかにかかわらず、装着対象となる全ての種類の電子部品における最高の部品高さの電子部品が装着されている基板Ｐに同様の最高部品高さの電子部品を実装する場合を想定し、このような場合でも電子部品同士が接触しないような、大き目の一律の高さ（具体的には、装着対象となる全ての種類の電子部品における最高部品高さがＬ１とすると、２・Ｌ１＋α（ただし、αは余裕を与えるための微小寸法））に設定されている。
【０００６】
図９（ｂ）に示すように、第１のノズル１１ａにより吸着していた電子部品Ｍ１を、基板テーブル９に載せられた基板Ｐ上に実装すると、第１のノズル１１ａは再び待機位置高さｈ１まで上昇し、次に装着ヘッド１は、第２のノズル１２ａにより吸着している電子部品Ｍ２を装着する位置まで移動して、図９（ｃ）に示すように、第２のノズル１２ａにより電子部品Ｍ２を実装する。
【０００７】
以降同様の工程を経て、第３のノズル１３ａ、第４のノズル１４ａにより吸着している電子部品Ｍ３、Ｍ４をそれぞれ実装する（図９（ｄ）〜図９（ｆ）参照）。
装着ヘッド１にて吸着させた全ての電子部品Ｍ１〜Ｍ４を実装し終わると、装着ヘッド１は次の実装部品を各ノズル１１ａ〜１４ａにて取るために、再度、カセット供給部５またはトレイ部品供給部６に移動し、以降このサイクルを繰り返しながら予め決められた基板Ｐ上に電子部品を実装すると実装基板の生産を終了する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来構成では、図９（ａ）〜（ｆ）に示す各工程において、予め一律に設定されている高さｈ１で待機させておき、必要なノズル１１ａ〜１４ａをその都度、大き目の高さｈ１分だけ下降させるので、ノズル１１ａ〜１４ａの昇降距離が大きくなり、この昇降動作の都度かかる、ノズルの移動時間が生産時間長時間化の一つの要因となっていた。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するもので、装着動作時のノズルの移動量と移動時間とを短縮することができて、生産時間の短縮に寄与できる電子部品実装方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電子部品実装方法は、昇降自在な複数本のノズルを有する装着ヘッドを移動させて、部品供給部から前記ノズルに電子部品を吸着させ、その吸着されている電子部品の姿勢を認識し補正した後、その姿勢が補正された電子部品を基板のそれぞれの位置に、前記ノズルを待機位置から下降させることで実装する電子部品実装方法において、電子部品が既に実装されている基板にさらに前記ノズルに吸着されている電子部品を装着するに際して、前記基板に対する前記ノズルの待機位置の高さを、予め設定されている前記ノズルの待機位置の高さから、既に前記基板に実装されている電子部品における最高の部品高さに前記基板の装着対象となる全ての種類の電子部品における最高部品高さもしくは前記ノズルに吸着されている電子部品における最高の部品高さを加え、さらに微小寸法を加えた高さに再設定し、その再設定した待機位置まで前記ノズルを下げた上で、前記再設定した待機位置から前記ノズルを下降させることで電子部品の実装作業を行うとともに、前記装着ヘッドを移動させて電子部品を前記基板上に連続して実装するに際して、全ノズルが前記基板の上方に位置することを判定し、全ノズルが前記基板の上方に位置する場合のみ、前記再設定したノズルの待機位置の高さを保って前記装着ヘッドをＸＹ方向に移動させ、少なくとも一部のノズルが前記基板の上方に位置しない場合には、前記再設定したノズルの待機位置の高さよりも高い位置を保ちながら前記装着ヘッドをＸＹ方向に移動させることを特徴とする。
【００１１】
この方法により、装着動作時のノズルの移動量と移動時間とを短縮することができて、生産時間の短縮に寄与できる。また、この方法により、ノズルが前記基板の上方に位置しない場合には、前記再設定したノズルの待機位置の高さよりも高い位置を保ちながら装着ヘッドをＸＹ方向に移動させるため、装着ヘッドやノズルが基板上以外の許可された範囲以外で可動して接触することを未然に防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の電子部品実装方法は、昇降自在な複数本のノズルを有する装着ヘッドを移動させて、部品供給部から前記ノズルに電子部品を吸着させ、その吸着されている電子部品の姿勢を認識し補正した後、その姿勢が補正された電子部品を基板のそれぞれの位置に、前記ノズルを待機位置から下降させることで実装する電子部品実装方法において、電子部品が既に実装されている基板にさらに前記ノズルに吸着されている電子部品を装着するに際して、前記基板に対する前記ノズルの待機位置の高さを、予め設定されている前記ノズルの待機位置の高さから、既に前記基板に実装されている電子部品における最高の部品高さに前記基板の装着対象となる全ての種類の電子部品における最高部品高さもしくは前記ノズルに吸着されている電子部品における最高の部品高さを加え、さらに微小寸法を加えた高さに再設定し、その再設定した待機位置まで前記ノズルを下げた上で、前記再設定した待機位置から前記ノズルを下降させることで電子部品の実装作業を行うことを特徴とする。
【００１３】
この方法により、電子部品の実装時に基板上でのノズルの待機位置高さを従来より下げることができるので、基板上でのノズルの加工時間や上昇時間を短縮することができる。
また本発明の電子部品実装方法は、前記装着ヘッドを移動させて電子部品を前記基板上に連続して実装するに際して、全ノズルが前記基板の上方に位置することを判定し、全ノズルが前記基板の上方に位置する場合のみ、前記再設定したノズルの待機位置の高さを保って前記装着ヘッドをＸＹ方向に移動させ、少なくとも一部のノズルが前記基板の上方に位置しない場合には、前記再設定したノズルの待機位置の高さよりも高い位置を保ちながら前記装着ヘッドをＸＹ方向に移動させることを特徴とする。
【００１４】
この方法により、ノズルが前記基板の上方に位置しない場合には、前記再設定したノズルの待機位置の高さよりも高い位置を保ちながら装着ヘッドをＸＹ方向に移動させるため、装着ヘッドやノズルが基板上以外の許可された範囲以外で可動して接触することを未然に防止することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態にかかる電子部品実装機ならびに電子部品実装方法を図面に基づき説明する。
（実施の形態１）
図１、図２は本発明の実施の形態にかかる電子部品実装機を示すものであり、図３は本発明の実施の形態にかかる電子部品実装方法の各工程を概略的に示すものである。
【００１７】
図１に示すように、電子部品実装機は、電子部品を吸着して直接装着するノズル３１ａ〜３４ａ（図２参照）を有する装着ヘッド２１と、装着ヘッド２１をＸ方向に移動させるＸ軸ロボット２２と、装着ヘッド２１をＹ方向に移動させるＹ軸ロボット２３、２４と、装着ヘッド２１に電子部品を供給するカセット供給部２５と、装着ヘッド２１に部品を供給するトレイ部品供給部２６と、前側や後側に配置されている認識センサ２７、２８と、基板が設置される基板テーブル２９と、これらの構成要素を制御するメインコントローラ３０とを備えている。メインコントローラ３０に接続された記憶部（図示せず）には電子部品の識別情報や装着位置情報などが記憶されているだけでなく、各基板に装着される電子部品の高さなどを含めた情報が記憶されている。
【００１８】
図２は装着ヘッド２１の構成を示すものである。装着ヘッド２１は、それぞれ同じ機能を有する第１〜第４のヘッドノズル３１、３２、３３、３４を備え、各ヘッドノズル３１〜３４のノズル３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａは昇降自在とされ、昇降した際の吸着動作の有無を判定し、吸着動作があった場合に電子部品の実装動作を行う。
【００１９】
そして、電子部品実装機の内部に設けられたメインコントローラ３０にて以下のような制御動作を行うようになっている。
部品装着動作が始まる（工程Ｓ１）と、まず、装着ヘッド２１は、予め設定されたＮＣデータに基づいて、カセット供給部２５、またはトレイ部品供給部２６に対応した部品吸着位置に移動し（工程Ｓ２）、電子部品を吸着してから（工程Ｓ３）、前側にある認識センサ２７または後側にある認識センサ２８上へ移動する（工程Ｓ４）。この際、認識センサ２７、２８は、装着ヘッド２１のノズル３１ａ〜３４ａにて保持している電子部品の姿勢を認識し、電子部品の吸着姿勢に基づきＸ，Ｙ，θ方向のずれ量から補正量を算出する（工程Ｓ５、Ｓ６）。この後、装着ヘッド２１は、前記認識補正により算出したＸ、Ｙ、θ方向の補正量を加味しながら、電子部品を実装しようとする基板Ｐ（図４参照）が設置されている基板テーブル２９上に移動する（工程Ｓ７）。
【００２０】
この後、以前の工程で電子部品が既に実装されている基板Ｐに、さらに別の電子部品を装着するに場合には、既に基板Ｐに実装されている電子部品群における最高の部品高さ（基板内最高部品高さと称す）Ｌ２の情報を記憶部から入力し、電子部品を装着するノズル３１ａ〜３４ａに吸着されている電子部品の下端が前記最高の部品高さに達しないようなノズル高さをノズル３１ａ〜３４ａの待機位置として再設定する（工程Ｓ８）。具体的には、基板内最高部品高さＬ２と、装着対象となる全ての種類の電子部品における最高部品高さＬ１と、余裕を与えるための微小寸法αとを合計した高さｈ２（＝Ｌ２＋Ｌ１＋α）に設定したり、あるいは、基板内最高部品高さＬ２と、ノズル３１ａ〜３４ａで吸着している電子部品における最高の部品高さＬ３と、余裕を与えるための微小寸法αとを合計した高さｈ２（＝Ｌ２＋Ｌ３＋α）に設定したりして、ノズル３１ａ〜３４ａの待機位置を再設定する。なお、基板Ｐにまだ電子部品が実装されていない場合には、基板内最高部品高さＬ２を０としたり、所定値を予め設定したりしておく。
【００２１】
そして、図４（ａ）に示すように、この再設定した待機位置まで、全ノズル３１ａ〜３４ａを下げ（工程Ｓ９）、この状態で、図４（ｂ）〜（ｆ）に示すように、各電子部品Ｍ１〜Ｍ４の装着動作を順次行う（工程Ｓ１０）。全ての電子部品Ｍ１〜Ｍ４を実装し終わると、装着ヘッド２１は次の実装部品を各ノズル３１ａ〜３４ａにて取るために、再度、カセット供給部２５またはトレイ部品供給部２６に移動し、以降このサイクルを繰り返しながら予め決められた基板Ｐ上に電子部品を実装すると実装基板の生産を終了する（工程Ｓ１１）。
【００２２】
このように、電子部品Ｍ１〜Ｍ４の実装時に基板Ｐ上でのノズル３１ａ〜３４ａの待機位置高さｈ２（Ｌ２＋Ｌ１＋αまたはＬ２＋Ｌ３＋α）を従来の待機位置高さｈ１（２・Ｌ１＋α）より下げることができるので、基板上でのノズルの下降時間や上昇時間を短縮することができ、この結果、生産時間の短縮に寄与できて生産能率が向上する。
（実施の形態２）
図５は本発明の第２の実施の形態にかかる電子部品実装方法の各工程を概略的に示すものである。
【００２３】
図５に示すように、この電子部品実装方法においても、上記実施の形態と同様に、基板内最高部品高さＬ２の情報に基づいてノズル３１ａ〜３４ａの待機位置として再設定し（工程Ｓ８）、この再設定した待機位置まで、全ノズル３１ａ〜３４ａを下降させる（工程Ｓ９）。
しかしながら、この電子部品実装方法においては、この後に各電子部品を装着した段階（工程Ｓ１２）で、部品の装着動作が全て終了したかどうかを判定し、装着動作が終了していない場合、すなわち部品装着中であれば、工程Ｓ１４に進んで、全ノズル３１ａ〜３４ａが実装対象の基板Ｐの上方に位置するかどうかを判定する。そして、全ノズル３１ａ〜３４ａが前記基板Ｐの上方に位置する場合のみ、再設定したノズルの待機位置の高さを保って装着ヘッド２１をＸＹ方向に移動させる（工程Ｓ１５）。
【００２４】
一方、少なくとも一部のノズル３１ａ〜３４ａが前記基板Ｐの上方に位置しないと判定された場合には、再設定したノズルの待機位置の高さｈ２よりも高い、予め別に設定した高さｈ３までノズル３１ａ〜３４ａを移動させた後に装着ヘッドをＸＹ方向に移動させ、この後、全ノズル３１ａ〜３４ａが前記基板Ｐの上方に位置するようになるまで、前記高さｈ３を保った状態で装着ヘッド２１をＸＹ方向に移動させる（工程Ｓ１６、Ｓ１７）。
【００２５】
このように、少なくとも一部のノズル３１ａ〜３４ａが前記基板Ｐの上方に位置しない場合には、再設定の待機位置の高さを保つことを禁じて、所定の高めの高さに保った状態で装着ヘッド２１を移動させることで、装着ヘッド２１やノズル３１ａ〜３４ａが基板Ｐ上以外の許可された範囲以外で可動して接触することを未然に防止することができ、信頼性が向上する。
（実施の形態３）
図６は本発明の第３の実施の形態にかかる電子部品実装方法の各工程を概略的に示すものである。
【００２６】
図６に示すように、この電子部品実装方法においても、上記実施の形態と同様に、基板内最高部品高さＬ２の情報に基づいてノズル３１ａ〜３４ａの待機位置として再設定し（工程Ｓ８）、この再設定した待機位置まで、全ノズル３１ａ〜３４ａを下げる（工程Ｓ９）。
また、この電子部品実装方法においては、この後に各電子部品を装着した段階（工程Ｓ１２）で、部品の装着動作が全て終了したかどうかを判定する（工程Ｓ１３）。そして、装着動作が終了していない場合、すなわち部品装着中であれば、装着ヘッド２１のＸＹ方向の移動指示があったことを確認して（工程Ｓ１８）、再設定したノズルの待機位置の高さを保って装着ヘッド２１をＸＹ方向に移動させる（工程Ｓ１９）。
【００２７】
一方、装着動作が終了した場合には、工程Ｓ２０に進んで、再設定したノズルの待機位置の高さｈ２よりも高い、予め別に設定した高さｈ３までノズル３１ａ〜３４ａを移動させた後に装着ヘッド２１を移動させて部品の装着動作を終了する。
この方法により、装着作業中でないと判定された時には、再設定したノズルの待機位置の高さｈ２よりも高い高さｈ３までノズルを上げた状態で装着ヘッド２１をＸＹ方向に移動させるので、装着作業以外の時に、装着ヘッド２１やノズル３１ａ〜３４ａが基板上以外の許可された範囲以外で可動して接触することを未然に防止することができ、信頼性が向上する。
【００２８】
なお、上記実施の形態においては、基板内最高部品高さＬ２の情報を記憶部から入力した場合を述べたが、これに限るものではなく、基板内最高部品高さを検出するセンサなどを設けてこのセンサからの情報を入力してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明の電子部品実装方法によれば、電子部品の実装時に基板上でのノズルの待機位置を従来より下げることができるので、基板上でのノズルの下降時間や上昇時間を短縮することができ、この結果、生産時間の短縮に寄与できて生産能率が向上する。
【００３０】
さらに、少なくとも一部のノズルが前記基板の上方に位置しない場合には、再設定したノズルの待機位置の高さよりも高い位置を保ちながら装着ヘッドをＸＹ方向に移動させることで、ノズルの接触防止の機能を付加して信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電子部品実装機の構成を示す部分透視斜視図
【図２】同電子部品実装機のヘッド部の構成を示す斜視図
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる電子部品実装方法の各工程を示すフローチャート
【図４】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ同電子部品実装方法における電子部品の装着の様子を簡略的に示す図
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる電子部品実装方法の各工程を示すフローチャート
【図６】本発明の第３の実施の形態にかかる電子部品実装方法の各工程を示すフローチャート
【図７】従来の電子部品実装機の構成を示す部分透視斜視図
【図８】同従来の電子部品実装機のヘッド部の構成を示す斜視図
【図９】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ従来の電子部品実装方法における電子部品の装着の様子を簡略的に示す図
【符号の説明】
２１              装着ヘッド
３１ａ〜３４ａ    ノズル
２２              Ｘ軸ロボット
２３、２４        Ｙ軸ロボット
２５              カセット供給部
２６              トレイ部品供給部
３０              メインコントローラ
【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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