(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板を生産するために必要な複数のデータを含む生産プログラムを生成すると共に、前記生産プログラムに基づいて装着ヘッド部が電子部品を部品吸着位置から吸着し、回路基板上の装着位置まで搬送して装着する電子部品実装装置であって、
作業者が前記生産プログラムに、電子部品の搬送経路と、前記搬送経路上に存在する障害物を回避する為に前記電子部品を水平面内で回転させるための回転角度と、を指定可能であることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
電子部品を部品吸着位置から吸着し、回路基板上の装着位置まで搬送して装着する装着ヘッド部と、回路基板を生産するために必要な複数のデータを含む生産プログラムに基づいて前記装着ヘッドの駆動を制御する制御部とを備える電子部品実装装置であって、
前記制御部は、電子部品の搬送経路上に障害物が存在すると判断した場合に、この障害物を回避するための回避経路を算出すると共に、前記障害物を回避する為に前記電子部品を水平面内で回転させる必要があると判断した場合は、前記電子部品を回転させるための回転角度を算出し、
前記回避経路上において、前記算出された回転角度に基づいて前記電子部品を回転させた後、前記障害物を回避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２記載の電子部品実装装置であって、
前記生産プログラムに、各電子部品が前記回避経路の算出を行う電子部品であるか否かを指定可能であることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項４】
コンピュータに、
回路基板を生産するために必要な複数のデータを含む生産プログラムに基づいて、電子部品実装装置の装着ヘッド部に、電子部品を部品吸着位置から吸着させ、回路基板上の装着位置まで搬送して装着させる機能と、
電子部品の搬送経路上の障害物の有無を判断する機能と、
障害物を回避するための回避経路を算出する機能と、
前記障害物を回避する為に前記電子部品を水平面内で回転させる必要があると判断した場合に、前記電子部品を回転させるための回転角度を算出する機能と、
を実現させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板に電子部品を実装する電子部品実装装置及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を回路基板に実装する電子部品実装装置においては、制御手段の制御により、電子部品供給手段から供給される電子部品を吸着ノズルが真空吸着し、この吸着状態を維持したまま、予め設定されている搬送経路に沿って回路基板上の所定位置まで移動し、電子部品を回路基板に実装している。ここで、制御手段は、例えば以下に説明するプログラム（以下、「生産プログラム」という。）に従って、上述のような各種装置の駆動を制御している。
【０００３】
生産プログラムとは、回路基板の寸法及び形状に関するデータ等からなる基板データ、回路基板への電子部品の装着位置や装着順序等からなる搭載データ、吸着ノズルに吸着された電子部品の認識を行う際に参照される電子部品の形状及び種類等からなる部品データ、吸着ノズルによる電子部品の吸着位置等からなる吸着データ、吸着ノズルが電子部品を吸着した状態の画像に基づいて、例えば電子部品の吸着位置を補正する際に用いられるデータ等からなるビジョンデータを含むプログラムである。
【０００４】
また、生産プログラムには、吸着ノズルによる電子部品の搬送経路も含まれており、この搬送経路を決定するアルゴリズムとしては、電子部品の吸着から実装までに要する時間が最小となるような経路、即ち、電子部品の吸着位置から基板上の実装位置までを直線で結んだ経路を自動的に選択する手法が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のような電子部品実装装置では、例えば、搬送経路中に存在する実装済みの電子部品や、あるいは回路基板の上方に突出した部分等に電子部品が接触してしまい、搬送中の電子部品が落下してしまう場合や、実装済みの電子部品に位置ずれが生じてしまう場合があり、電子部品実装作業の作業性を低下させるおそれがあった。
【０００６】
本発明の課題は、上述の問題を考慮し、電子部品の搬送経路中に存在する障害物を回避することが可能な電子部品実装装置及びプログラムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１記載の電子部品実装装置（１０）は、回路基板（１）を生産するために必要な複数のデータを含む生産プログラムを生成すると共に、前記生産プログラムに基づいて装着ヘッド部（６０）が電子部品（Ｃ）を部品吸着位置（３１）から吸着し、回路基板上の装着位置（２）まで搬送して装着する電子部品実装装置であって、作業者が前記生産プログラムに、電子部品の搬送経路（Ｒ１又は回避経路Ｒ２）と、前記搬送経路上に存在する障害物（Ｏ）を回避する為に前記電子部品を水平面内で回転させるための回転角度（Ｄ）と、を指定可能であることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の電子部品実装装置によれば、作業者が前記生産プログラムに電子部品の搬送経路を指定できるので、例えば、搬送経路中に障害物が存在する場合等に、作業者がこの障害物を回避するための経路を設定することで、搬送中の電子部品が障害物に接触する事態を避けることができ、電子部品実装作業の作業性を向上させることができる。
【００１０】
また、例えば、搬送経路上に２つの障害物が存在する場合等に、電子部品を指定した回転角度だけ回転させることで、両障害物の間を容易に通過させることができ、電子部品実装作業の作業性を向上させることができる。
【００１１】
請求項２記載の電子部品実装装置は、電子部品を部品吸着位置から吸着し、回路基板上の装着位置まで搬送して装着する装着ヘッド部と、回路基板を生産するために必要な複数のデータを含む生産プログラムに基づいて前記装着ヘッドの駆動を制御する制御部（９０）とを備える電子部品実装装置であって、前記制御部は、電子部品の搬送経路上に障害物（Ｏ）が存在すると判断した場合に、この障害物を回避するための回避経路（Ｒ２）を算出すると共に、前記障害物を回避する為に前記電子部品を水平面内で回転させる必要があると判断した場合は、前記電子部品を回転させるための回転角度（Ｄ）を算出し、前記回避経路上において、前記算出された回転角度に基づいて前記電子部品を回転させた後、前記障害物を回避させることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の電子部品実装装置によれば、生産プログラムに基づいて電子部品を部品吸着位置から装着位置まで搬送する際に、搬送経路中に障害物が存在する場合には、制御部が障害物を回避するための回避経路を決定し、回避経路に沿って電子部品の搬送を行うので、搬送中の電子部品が障害物に接触する事態を避けることができ、電子部品実装作業の作業性を向上させることができる。
【００１４】
また、例えば、搬送経路上に２つの障害物が存在する場合等に、電子部品を指定した回転角度だけ回転させることで、両障害物の間を容易に通過させることができ、電子部品実装作業の作業性を向上させることができる。
【００１５】
請求項３記載の電子部品実装装置は、請求項２記載の電子部品実装装置であって、前記生産プログラムに、各電子部品が前記回避経路の算出を行う電子部品であるか否かを指定可能であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の電子部品実装装置によれば、請求項２と同様の効果を得られると共に、生産プログラムに、各電子部品が回避経路の算出を行う電子部品であるか否かを指定可能なので、回避経路の算出を行わないと指定されている電子部品に関しては、制御部が搬送経路上に障害物が存在するか否かを判断する必要が無くなるので、電子部品実装作業の作業時間を短縮することができる。
【００１７】
請求項４記載のプログラムは、コンピュータに、回路基板を生産するために必要な複数のデータを含む生産プログラムに基づいて、電子部品実装装置の装着ヘッド部に電子部品を部品吸着位置から吸着させ、回路基板上の装着位置まで搬送して装着させる機能と、電子部品の搬送経路上の障害物の有無を判断する機能と、障害物を回避するための回避経路を算出する機能と、前記障害物を回避する為に前記電子部品を水平面内で回転させる必要があると判断した場合に、前記電子部品を回転させるための回転角度を算出する機能と、を実現させることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載のプログラムによれば、電子部品実装装置に、電子部品の搬送経路上に障害物が存在すると判断した場合に、この障害物を回避するための回避経路を算出する機能を実行させることができるので、回避経路に沿って電子部品の搬送を行うことにより、搬送中の電子部品が障害物に接触する事態を避けることができ、電子部品実装作業の作業性を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる電子部品実装装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、発明を図示例に限定するものではない。
【００２０】
図１及び図4に示すように、電子部品実装装置１０は、回路基板１を左右方向（Ｘ方向）に搬送すると共に搬送されてきた回路基板１を所定位置で位置決めする基板搬送位置決め部２０、複数の電子部品Ｃを収納すると共に電子部品Ｃを供給する部品供給装置３０、部品供給装置３０を設置するための部品供給装置設置部４０、部品供給装置３０上に設定されている部品吸着位置３１において電子部品Ｃを真空吸着すると共に回路基板１上に設定されている各電子部品Ｃごとの装着位置２において吸着を解除し、電子部品Ｃを回路基板１に装着する吸着ノズル５０、吸着ノズル５０を保持した状態でＸＹ方向に移動する装着ヘッド部６０、装着ヘッド部６０をＸＹ方向に移動させ、所定位置に位置決めする装着ヘッド位置決め部７０（タイミングベルト７１、回転型モータ７２）、装着ヘッド部６０と一体に移動し、電子部品Ｃの吸着状態や形状等を認識する部品認識装置８０、電子部品実装装置１０を構成するこれら装置の駆動を制御する制御部９０等から概略構成される。
【００２１】
制御部９０は、図２に示すように、回路基板１の寸法及び形状に関するデータや回路基板１を位置決めする際の基準位置となるデータや回路基板１の位置を補正するためのＢＯＣマークの位置等（基板データ）を記憶する基板データ記憶部９１ａ、電子部品Ｃの装着位置２及び装着順序のデータ等（搭載データ）を記憶する搭載データ記憶部９１ｂ、吸着ノズル５０に吸着された電子部品Ｃの認識を行う際に参照される電子部品Ｃの形状及び種類等に関するデータ（部品データ）を記憶する部品データ記憶部９１ｃ、部品吸着位置３１のデータや吸着ノズル５０の吸着力のデータ等（吸着データ）が記憶される吸着データ記憶部９１ｄ、部品認識装置８０で認識した画像に基づいて、例えば、電子部品Ｃの吸着位置を補正する際に用いられるデータ等（ビジョンデータ）を記憶するビジョンデータ記憶部９１ｅを備える。
さらに、制御部９０は、基板搬送位置決め部２０、部品供給装置３０、吸着ノズル５０、装着ヘッド部６０、装着ヘッド位置決め部７０及び部品認識装置８０に対して駆動制御を行う駆動制御部９２、各種プログラムを処理する演算処理部９３、キーボードやマウス等の入力部９４、モニタ等の表示部９５、演算処理部９３が実行する演算処理プログラム９６ａを記憶するプログラム記憶部９６等を備える。
【００２２】
駆動制御部９２及び演算処理部９３はそれぞれ、演算処理を行うＣＰＵやＣＰＵの作業領域となるＲＡＭ等から構成されている。また、基板データ記憶部９１ａ、搭載データ記憶部９１ｂ、部品データ記憶部９１ｃ、吸着データ記憶部９１ｄ、ビジョンデータ記憶部９１ｅ及びプログラム記憶部９６は記憶媒体によって構成されている。なお、これら基板データ記憶部９１ａ、搭載データ記憶部９１ｂ、部品データ記憶部９１ｃ、吸着データ記憶部９１ｄ、ビジョンデータ記憶部９１ｅ及びプログラム記憶部９６はそれぞれ一つの記憶媒体の記憶領域であっても良いし、別々の記憶媒体であっても良い。
【００２３】
演算処理部９３はプログラム記憶部９６から演算処理プログラム９６ａを読み込み、演算処理プログラム９６ａに従って種々の処理を行う。即ち、演算処理プログラム９６ａを実行した演算処理部９３は、データ入力画面等を表示部９５に表示する。更に、演算処理部９３は、オペレータによる入力部９４からの入力信号に基づいた基板データを基板データ記憶部９１ａに格納し、搭載データを搭載データ記憶部９１ｂに格納し、部品データを部品データ記憶部９１ｃに格納し、吸着データを吸着データ記憶部９１ｄに格納し、ビジョンデータをビジョンデータ記憶部９１ｅに格納する。
【００２４】
また、演算処理部９３は、前記各データ記憶部に記憶された基板データ、搭載データ、部品データ、吸着データ及びビジョンデータを参照して、これら各データを含む生産プログラムを生成し、この生産プログラムを駆動制御部９２に出力する。
ここで、生産プログラムには、装着ヘッド部６０が部品吸着位置３１から装着位置２まで電子部品Ｃを搬送する際の搬送経路Ｒ１（図４を参照）が含まれている。なお、搬送経路Ｒ１を決定する際に用いられるアルゴリズムとしては、部品吸着位置３１と装着位置２を直線で結んだ経路を自動的に選択する手法が用いられる。
【００２５】
そして、回路基板１への電子部品Ｃの実装作業を行う前に、まず、演算処理部９３において、生産プログラムに従って電子部品Ｃの実装作業を正常に行うことができるか否かを判断するためのシミュレーションを行う。
このシミュレーションには、搭載データに記録されている電子部品Ｃの装着順序に従って装着ヘッド部６０が電子部品Ｃを部品吸着位置３１から装着位置２まで直線的に搬送した場合に、搬送経路Ｒ１上に障害物Ｏ（図４を参照）が存在するか否かを判断し、障害物Ｏが存在する場合には、この障害物Ｏを回避するための経路（回避経路Ｒ２）を決定する工程が含まれている。なお、障害物Ｏとしては、例えば、既に回路基板１に装着されている電子部品Ｃや、回路基板１の表面が上方に突出した部分等がある。
【００２６】
以下、シミュレーション時の演算処理部９３による処理の流れについて図３及び図４を用いて説明する。
まず、装着ヘッド部６０を部品供給装置３０上の部品吸着位置３１まで移動させ、吸着ノズル５０に電子部品Ｃを吸着させる。
そして、部品吸着位置３１から装着位置２までを直線的に結んだ搬送経路Ｒ１を決定する（ステップＳ１）。
そして、その時点で既に回路基板１に装着されている電子部品Ｃの位置及び形状や回路基板１の形状等を考慮して、搬送経路Ｒ１上の障害物Ｏの有無を判断する（ステップＳ２）。
そして、ステップＳ２においてＹｅｓ、即ち障害物Ｏが存在しないと判断した場合はステップＳ４に移り、その搬送経路Ｒ１に沿って装着ヘッド部６０を装着位置２まで移動させ、電子部品Ｃの装着を行う。
【００２７】
また、ステップＳ２においてＮｏ、即ち障害物Ｏが存在すると判断した場合はステップＳ３に移り、障害物Ｏを回避して装着位置２にまで至る回避経路Ｒ２を決定する。
回避経路Ｒ２の決定は、例えば、障害物Ｏを回避できる回路基板１上の二地点Ａ、Ｂ（以下、「回避位置」という。）のＸＹ座標を決定し、部品吸着位置３１、回避位置Ａ、Ｂ、装着位置２を通過する経路を回避経路Ｒ２とする方法が挙げられる。
【００２８】
ここで、回避経路Ｒ２として、例えば、２つの障害物Ｏの間を通過させる経路が決定され、これら両障害物Ｏ間の距離と吸着ノズル５０に吸着された状態の電子部品Ｃの形状から判断して、電子部品Ｃを水平面内で回転させる必要があると判断した場合にはその回転角度Ｄを算出する。そして、ステップＳ４において、回避経路Ｒ２に沿って装着ヘッド部６０を装着位置２まで移動させる。また、必要があれば電子部品Ｃを回転角度Ｄだけ回転させた状態で、２つの障害物Ｏ間を通過させ、装着位置２まで移動させる。そして、回路基板１上に電子部品Ｃを装着する
【００２９】
以上のような処理を電子部品Ｃの搭載順序に従って行うことで、生産プログラムに従って電子部品Ｃの実装を正常に行うことができるか否かを判断するシミュレーションが完了する。
そして、上述のシミュレーションにおいて回避経路Ｒ２が算出された場合には、各回避経路Ｒ２を例えば搭載データとして搭載データ記憶部９１ｂに記憶しておく。
【００３０】
そして、実際に電子部品Ｃの実装作業を行う際には、駆動制御部９２は演算処理部９３から出力された生産プログラム及び搭載データ中の回避経路Ｒ２に従って、基板搬送位置決め部２０、部品供給装置３０、吸着ノズル５０、装着ヘッド部５０、装着ヘッド位置決め部７０及び部品認識装置８０の駆動を制御する。即ち、駆動制御部９２は、基板搬送位置決め部２０に回路基板１を搬送させて、回路基板１の位置決めをする。その後、駆動制御部９２は装着ヘッド部６０を部品供給装置３０上の部品吸着位置３１まで移動させ、吸着ノズル５０に電子部品Ｃを吸着させる。そして、部品認識装置８０から得られる画像に基づいて、電子部品Ｃの吸着が正常に行われたと判断した場合は、装着ヘッド部６０を搬送経路Ｒ１又は回避経路Ｒ２に沿って回路基板１上の装着位置２に移動させ、吸着ノズル５０の吸着状態を解除し、電子部品Ｃを回路基板１に装着する。
【００３１】
本実施の形態に示した電子部品実装装置１０によれば、生産プログラムに基づいて電子部品Ｃを部品吸着位置３１から装着位置２まで搬送する際に、搬送経路Ｒ１中に障害物Ｏが存在する場合には、演算処理部９３が障害物Ｏを回避するための回避経路Ｒ２を決定し、回避経路Ｒ２に沿って電子部品Ｃの搬送を行うので、搬送中の電子部品Ｃが障害物Ｏに接触する事態を避けることができ、電子部品実装作業の作業性を向上させることができる。
【００３２】
また、オペレータが入力部９４から電子部品Ｃの装着順序を搭載データとして入力する際に、従来の電子部品実装装置の場合、例えば、障害物Ｏとなる可能性のある比較的大型の電子部品Ｃの装着順序をできるだけ後にするなど、電子部品Ｃの形状や回路基板１上の装着位置２等を考慮して装着順序を決定していたが、本実施の形態に示した電子部品実装装置１０によれば、演算処理部９３がシミュレーション時に回避経路Ｒ２を決定するので、オペレータによる搭載データ入力時、即ち電子部品実装作業開始前の段取り時間を短縮することができる。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、本実施の形態においては、制御部９０の演算処理部９３が、必要に応じて電子部品Ｃの回転角度Ｄを算出し、電子部品を回転角度Ｄだけ回転させた後、２つの障害物Ｏの間を通過させるものとしたが、これに限らず、例えば、障害物Ｏの上方を通過させる回避経路Ｒ２を算出するものとしても良い。
また、シミュレーション時において、電子部品Ｃの搬送経路Ｒ１上に障害物Ｏが存在すると判断した場合に、演算処理部９３が障害物Ｏの回避経路Ｒ２を決定するものとしたが、これに限らず、オペレータが回避経路Ｒ２や必要に応じて回転角度Ｄを決定するものとしても良い。この場合、オペレータは入力部９４を介して回避経路Ｒ２及び回転角度Ｄを入力し、例えば搭載データとして搭載データ記憶部９１ｂに記憶させるものとする。
【００３４】
また、例えば搭載データに、各電子部品Ｃが回避経路Ｒ２の算出を行う電子部品Ｃであるか否かを指定することが可能な構成を備えるものとしても良い。この場合、回避経路Ｒ２の算出を行わないと指定されている電子部品Ｃに関しては、搬送経路Ｒ１上に障害物Ｏが存在するか否かを判断する必要が無くなるので、シミュレーションに要する時間を短縮できる。
また、演算処理部９３による回避経路Ｒ２の決定を、シミュレーション時に行うものとしたが、これに限らず、例えば、電子部品Ｃの実装作業中に回避経路Ｒ２を決定するものとしても良い。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の電子部品実装装置によれば、作業者が前記生産プログラムに電子部品の搬送経路を指定できるので、例えば、搬送経路中に障害物が存在する場合等に、作業者がこの障害物を回避するための経路を設定することで、搬送中の電子部品が障害物に干渉する事態を避けることができ、電子部品実装作業の作業性を向上させることができる。
【００３６】
また、例えば、搬送経路上に２つの障害物が存在する場合等に、電子部品を指定した回転角度だけ回転させることで、両障害物の間を容易に通過させることができ、電子部品実装作業の作業性を向上させることができる。
【００３７】
請求項２記載の電子部品実装装置によれば、生産プログラムに基づいて電子部品を部品吸着位置から装着位置まで搬送する際に、搬送経路中に障害物が存在する場合には、制御部が障害物を回避するための回避経路を決定し、回避経路に沿って電子部品の搬送を行うので、搬送中の電子部品が障害物に干渉する事態を避けることができ、電子部品実装作業の作業性を向上させることができる。
【００３８】
また、例えば、搬送経路上に２つの障害物が存在する場合等に、電子部品を指定した回転角度だけ回転させることで、両障害物の間を容易に通過させることができ、電子部品実装作業の作業性を向上させることができる。
【００３９】
請求項３記載の電子部品実装装置によれば、請求項２と同様の効果を得られると共に、生産プログラムに、各電子部品が前記回避経路の算出を行う電子部品であるか否かを指定可能なので、回避経路の算出を行わないと指定されている電子部品に関しては、制御部が、搬送経路上に障害物が存在するか否かを判断する必要が無くなるので、電子部品実装作業の作業時間を短縮することができる。
【００４０】
請求項４記載のプログラムによれば、電子部品実装装置に、電子部品の搬送経路上に障害物が存在すると判断した場合に、この障害物を回避するための回避経路を算出する機能を実行させることができるので、回避経路に沿って電子部品の搬送を行うことにより、搬送中の電子部品が障害物に干渉する事態を避けることができ、電子部品実装作業の作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる電子部品実装装置を示す要部斜視図である。
【図２】電子部品実装装置の構造を示すブロック図である。
【図３】演算処理部による処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】搬送経路及び回避経路を示す平面図である。
【符号の説明】
Ｃ      電子部品
Ｄ      回転角度
Ｏ      障害物
Ｒ１    搬送経路
Ｒ２    回避経路
１      回路基板
２      装着位置
１０    電子部品実装装置
３１    部品吸着位置
６０    装着ヘッド部
９０    制御部
【図１】
0004686077.tif 000002
【図２】
0004686077.tif 000003
【図３】
0004686077.tif 000004
【図４】
0004686077.tif 000005